新闻：脊髓性肌萎缩症患者通过脑机接口驾驶无人机

脑机接口与混合智能研究小组

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2023-08-16

在近期的TED2023舞台上，来自德国的克里斯蒂安·拜尔莱因，与脑机接口公司OpenBCI的创始人康纳·鲁索曼诺一同完成了一场令人震惊的表演——仅仅通过面部肌肉活动，用非侵入式脑机接口成功控制并驾驶无人机飞越TED现场，引起观众欢呼。

克里斯蒂安·拜耶莱因（Christian Bayerlein）患有脊髓性肌萎缩症（SMA），这是一种影响控制自主肌肉运动的运动神经元的遗传疾病。在TED的舞台上，康纳·鲁索曼诺展示了如何重新利用克里斯蒂安身体的残余肌肉活动来控制和驾驶无人机。

克里斯蒂安与OpenBCI团队合作，确定了他能稳定激活的四组面部肌肉，在这些肌肉上贴好传感电极。OpenBCI的硬件和软件将每个肌肉群的激活转换成数字滑块的移动。再经过信号处理和微调，减少误报，并让滑块的灵敏度完美适应克里斯蒂安本人。然后，这些滑块被映射到全新的数字操纵杆上。

通过不断地练习，克里斯蒂安逐渐掌握这些新的操纵杆，并可以完全控制无人机的运动。通过Varjo Aero头显，将无人机的图像以第一人称投射到克里斯蒂安眼前。这就像学习用键盘一样，大脑会自然适应并驾驭新的控制方式。NeuroFly使用的传感方式可扩展到各种物理或数字设备的控制。

最后，克里斯蒂安·拜尔莱因成功用面部肌肉和意念操控无人机起飞。“驾驶无人机一直是我的梦想，”克里斯蒂安说，“我认为这是一种体验自由和独立的方式，我一直对航空和在空中翱翔的感觉着迷。”

简单来说，通过脑机接口操纵无人机的过程分为以下几步：

1.将传感器连接至操纵者的身体肌肉

2.肌肉活动由传感器获取并流式的传输到连接的PC中

3.将肌肉活动通过软件转换为数字输出

4.将数字输出映射到摇杆中

5.软件系统通过针对每块肌肉定制信号处理参数，来适应用户控制无人机

展望:

事实上，脑机接口技术正处在快速发展期，来自苹果、Meta等科技巨头的产品陆续问世。作为早期探索者，OpenBCI多年来致力于非侵入式脑机接口的研发，他们开发的多模式生物传感头显Galea也备受关注。这次与克里斯蒂安的合作是一次成功的公众展示，无人机在他的“思维遥控”下翱翔，表明这种技术不仅能增强健全人的体验，更能帮助残障人士拓展生活的可能。人类与技术的结合正在帮助各种各种的人追寻美好的生活。肌肉的微弱信号也能操控机器，思维的碎片也能实现交流。“能够利用我的大脑信号驾驶无人机是我永生难忘的不可思议的经历。”克里斯蒂安说。而他的这个TED演讲，也激励更多残障人士敢于追逐梦想，勇于探索科技带来的无限可能。正如他在演讲最好说的，真正阻碍我前景的并不是我的身体局限，而是环境的障碍。技术可以消解这些障碍，并创造更包容的世界。