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每日新报:梦想启航 飞进天宫

      2019-09-16       

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天津日报 2019年9月15日03版

(通讯员 信华)航天员在太空中“动动”脑子,就能“指挥”各种操作。当你惊叹这样的场景似乎只能出现在科幻片中时,已经有人初步验证了意念控制在航天任务中的可行性。

2016年,在中秋月色中,“天宫二号”成功发射,这是我国第一个真正意义上的太空实验室。天津大学神经工程团队与中国航天员中心合作研发的世界首套在轨脑-机交互系统也随“天宫二号”一同飞天,开启人类历史上首次太空脑-机交互实验。

这是一趟惊喜的“旅程”,对于参与者汤佳贝来说,更是如此。

与太空近距离“接触”

对于汤佳贝而言,没想到,梦想,这么快就能实现。

“小时候我总在思考,我的人生怎样才能离太空近一些。”出生在沈阳的汤佳贝,聪敏好学,有时又会有些天马行空。

2009年,汤佳贝以优异的成绩考入天津大学,本科直博。

汤佳贝回忆,他是在研究生阶段,加入的天津大学神经工程团队,他也没想到,加入团队后,他们承担的项目,不仅上了太空,甚至有可能创造历史。

2016年,随着我国第一个真正意义上的太空实验室——“天宫二号”的成功发射,由天津大学神经工程团队负责设计研发的在轨脑-机交互及脑力负荷、视功能等神经工效测试系统也一同进入太空,开启首次太空脑-机交互实验。

64项授权国家发明专利、1项软件著作权,是天大“智”造的自主知识产权技术集群。

“脑-机交互将是未来人-机通信交互的最高形态。”项目主要参与人、天津大学许敏鹏助理教授介绍,脑-机交互作为一种颠覆性创新技术,已被美国商务部列入出口管制清单,“这是中国人领先欧美开启的一次太空脑-机交互实验征程”。

无数次的试验

这是一个漫长的过程。

2012年3月,天津大学神经工程团队与中国航天员中心人因工程重点实验室正式签订战略合作协议,致力于我国在轨脑-机交互装置与技术的研制和发展。“这是我们团队首次参与航天型号任务,师生们为此付出了艰苦的努力,积累了宝贵经验。”许敏鹏老师说。

这期间,团队进行了多次原理演示和可行性论证,先后完成了所需的5个软硬件子项目的开发和调试,开展地基人体实验近千次,最终通过了航天员中心的严格评审。

“就拿太空脑-机交互实验软件来说,编写代码数万行,撰写文档260页,通过测试11项。”汤佳贝说。

从在轨试验系统研制,到航天员乘组验证测试、设备电性能测试、设备冲击振动试验等方面,一直到随“天宫二号”飞天,完成首次太空脑-机交互实验。这几年的历程,汤佳贝和团队的每一位成员,仍历历在目。

这里,有一种自豪感。

首次太空

脑-机交互实验征程

这是一次中国人领先欧美开启的人类历史上首次太空脑-机交互实验征程。

在轨脑-机交互系统针对太空飞行过程中的各类约束条件开发了适于在轨环境的高识别度、高稳定性的脑-机交互自适应检测设备与处理技术,构建了针对航天员个体的高度个性化定制的脑-机接口判别模型,设计了脑电特征强化诱导训练策略,优化了脑电特征与系统模型的耦合效率,大幅提升了脑-机在线操作的工作绩效。

“简单来说,这个实验就是航天员不用说话,不用做动作,靠电脑和脑电采集设备,将航天员的思维活动转化为操作指令。”汤佳贝说。

为何要在太空中率先开展脑-机交互研究?

“从宏观来说,人类的大脑因其复杂神秘而被称为‘三磅宇宙’,探索宇宙与探索大脑存在着天然的关联。”许敏鹏老师介绍,“脑-机交互将是未来人-机通信交互的最高形态。航天员在太空环境,完成复杂作业任务受到极大的限制,脑-机交互可以不依赖外周神经和运动系统,将航天员的思维活动转化为操作指令,同时又能监测航天员的脑力负荷等神经功能状态,实现人机互适应,减轻作业负荷,是最为理想的人机交互方式。”

据了解,2022年前后我国将建成空间站,天大神经工程团队将继续为载人航天事业贡献天大智慧。

链接:http://epaper.tianjinwe.com/mrxb/mrxb/2019-09/13/content_44932.htm?from=timeline

(编辑 焦德芳 杨雨彤)