腦卒中后偏癱的老人，通過“意念”控制機(jī)械臂給自己喂飯；上肢功能障礙的患者，借助“運(yùn)動(dòng)想象”驅(qū)動(dòng)外骨骼進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練——這些，并非科幻情節(jié)，而是常州大學(xué)“腦機(jī)融合與機(jī)器智能”團(tuán)隊(duì)利用腦機(jī)接口技術(shù)正在實(shí)現(xiàn)的場(chǎng)景。
　　瞄準(zhǔn)“自主進(jìn)食”與“主動(dòng)康復(fù)”兩大現(xiàn)實(shí)需求，該團(tuán)隊(duì)已研發(fā)出智能助餐機(jī)器人系統(tǒng)與腦機(jī)接口上肢主動(dòng)康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)。目前，兩項(xiàng)成果均處于從實(shí)驗(yàn)室樣機(jī)向產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)的關(guān)鍵階段。
　　“智能助餐機(jī)器人，主要面向養(yǎng)老機(jī)構(gòu)、社區(qū)日照中心及殘疾人康復(fù)機(jī)構(gòu)內(nèi)的失能群體。”團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人鄒凌介紹，傳統(tǒng)人工喂食依賴高強(qiáng)度護(hù)理，且效率與體驗(yàn)難以保障。團(tuán)隊(duì)開發(fā)的系統(tǒng)，通過捕捉使用者“想吃飯”的腦電信號(hào)，解析其意圖，進(jìn)而控制機(jī)械臂完成識(shí)別、取餐、喂食等一系列動(dòng)作，將意念轉(zhuǎn)化為實(shí)實(shí)在在的行動(dòng)。
　　據(jù)介紹，實(shí)現(xiàn)“意念控餐”需攻克三大難關(guān)：一是在日常復(fù)雜環(huán)境中穩(wěn)定采集并精準(zhǔn)解析微弱的“進(jìn)食意圖”腦電信號(hào)；二是通過機(jī)器視覺實(shí)時(shí)定位使用者嘴部，并協(xié)同機(jī)械臂實(shí)現(xiàn)柔順、安全、無遺撒的喂食動(dòng)作；三是讓系統(tǒng)具備一定的自適應(yīng)能力，以適配不同用戶的身體條件與習(xí)慣偏好。該系統(tǒng)原型機(jī)已實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵性能指標(biāo)：基于腦電信號(hào)的飯菜選擇準(zhǔn)確率超過80%，嘴部視覺識(shí)別準(zhǔn)確率高于90%，單次喂食流程可在5秒內(nèi)完成。該成果正與相關(guān)養(yǎng)老、康復(fù)機(jī)構(gòu)接洽試點(diǎn)應(yīng)用。
　　腦機(jī)接口上肢主動(dòng)康復(fù)系統(tǒng)，則重點(diǎn)服務(wù)于腦卒中后偏癱、脊髓損傷等導(dǎo)致上肢運(yùn)動(dòng)功能障礙的患者。該系統(tǒng)通過解碼患者進(jìn)行“運(yùn)動(dòng)想象”時(shí)產(chǎn)生的腦電信號(hào)，驅(qū)動(dòng)外骨骼輔助完成抓握、伸展等康復(fù)動(dòng)作，變被動(dòng)訓(xùn)練為“意念主導(dǎo)”的主動(dòng)康復(fù)。目前，該系統(tǒng)完成“采集—解碼—執(zhí)行”全鏈路自主研發(fā)，正在開展臨床驗(yàn)證。
　　技術(shù)突破的背后，是常州大學(xué)團(tuán)隊(duì)20余年在神經(jīng)工程、機(jī)器智能等交叉領(lǐng)域的厚積薄發(fā)。團(tuán)隊(duì)核心成員來自微電子、計(jì)算機(jī)、機(jī)械、醫(yī)學(xué)與健康工程等學(xué)院，形成了學(xué)科交融、梯隊(duì)合理的人才隊(duì)伍。
　　近年來，該團(tuán)隊(duì)依托“人機(jī)智能與交互國(guó)際聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室”等平臺(tái)，與常州市第一人民醫(yī)院、常州市第二人民醫(yī)院、德安醫(yī)院、錢璟康復(fù)、博?？悼萍嫉扰R床單位及企業(yè)緊密合作，參與制定了7項(xiàng)國(guó)家及團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)，包括國(guó)內(nèi)首個(gè)消費(fèi)級(jí)腦機(jī)接口團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)。