首页 新闻 腾讯天衍实验室夺世界机器人大赛双冠军 新算法突破BCI瓶颈

企业新闻

腾讯天衍实验室夺世界机器人大赛双冠军 新算法突破BCI瓶颈

日期:2022年05月30日

       日前, 2020世界机器人大赛-BCI脑控机器人大赛公布了结果。由天眼实验室和天津大学组成的C2Mind团队, 经过多轮激烈角逐, 入围BCI脑控机器人大赛运动想象范式总决赛。
       成功获得技术大赛颞叶脑单元一等奖和技术大赛颞叶脑计算机训练集一等奖。世界机器人大赛在业界被誉为机器人行业的奥运会。是机器人领域的官方专业盛会, 在国内外具有广泛的影响力。
        . BCI脑控机器人大赛作为世界机器人大赛的高精度科研竞赛已成功举办三届。本次大赛内容侧重于脑机接口技术在医疗康复等领域的创新应用。与各领域产业进行技术交流与合作, 满足人们医疗、养老、助残、康复等多种民生需求, 实现本领域与各产业的跨越式融合发展。运动意象新算法突破脑机接口技术瓶颈。 BCI(Brain-computer interface, 脑机接口)是指对神经系统的电活动和特征信号进行采集、识别和转换, 使人脑发出的指令可以直接传送到指定的机器终端上机器人的控制和操作更加高效便捷, 俗称脑控。
       该技术是神经科学与人工智能相结合的新兴技术在人机交互领域具有重大的创新意义和使用价值。已广泛应用于伤残康复、灾害救援、娱乐体验等诸多领域。作为集科技、创新、实用为一体的世界级BCI大赛, 本次大赛在脑机接口领域也产生了多项突破性的技术成果。由天津大学和天眼实验室组成的C2Mind团队, 从Motorimagery(MI)的道路开始。这是一个非常重要的脑机接口范式, 指的是用思想想象肢体运动而没有任何肢体运动, 是一种自发的脑电图。然而, 由于脑电信号的不稳定性, 以及不同受试者的脑电信号差异较大, 即使是同一受试者在不同时间段采集的脑电信号也会有较大的差异, 这使得脑机接口技术在使用前校准时间长, 系统性能不稳定。这些问题严重影响了脑机接口技术运动想象范式在实际医疗场景中的应用。针对运动想象中脑电信号的时间差异, 天眼实验室提出了一种基于动态域自适应的深度脑电解码模型, 研究运动想象算法, 天眼实验室高级研究员刘路燕介绍, 针对脑电信号的较大差异数据, 而数据集的样本量小导致训练困难、训练模型泛化性能差等问题。天眼实验室提出了一种创新的运动想象脑电信号分类方法。该方法首先通过堆叠相似样本的时频图进行数据预处理。这样, 在保证扩展数据的多样性的同时,

保持了原始数据的时频特性, 同时也提高了模型对不同受试者或同一受试者不同时间点的脑电信号的泛化性能. GAN的域适应算法进一步增强了模型对不同脑电信号的泛化性能。用该算法训练的轻量级卷积神经网络(CNN)模型具有更强的鲁棒性和泛化性能。少样本学习技术解决了训练样本不足的问题。当技术算法直接应用于实际数据时, 大多数情况下无法获得理想的结果。由于实际数据往往分布很不均匀, 存在训练数据不足、算法跨中心泛化能力差、对算法精度要求高等问题,

特别是在严苛医疗场景的实际应用中, 这些问题都有成为技术进步的障碍。 .刘路燕还介绍, 天眼实验室运动影像团队基于在医疗领域的长期技术积累和创新探索, 针对上述产业问题提出了解决方案, 即利用小样本、领域适应、元学习和解决训练样本的其他技术 由于数据分布缺乏、数据分布差异大等常见问题, 从小样本数据集中学习鲁棒、高精度的脑电信号分类模型, 不仅有助于提高大脑的准确率和泛化能力- 运动想象下的计算机接口系统 也为脑机接口技术的应用奠定了良好的技术基础。运动意象算法具有广泛的应用场景。运动想象脑电图信号用于医疗。在场景中的应用非常广泛。例如,

对于感觉运动皮层相关部位受损的中风患者, 脑机接口可以收集受损皮层的信号, 然后刺激肌肉或控制矫形器来改善手臂运动。由于癫痫患者大脑某一区域出现神经元异常放电, 通过脑机接口技术检测到神经元异常放电后, 可对大脑进行相应的刺激, 从而减少癫痫发作。同时, 运动意象脑机接口在自闭症儿童的康复训练中也发挥着重要作用。与正常儿童相比, 自闭症儿童在观看他人运动场景时的模仿动机较弱, 相应的感觉运动皮层激活程度较低。通过让这些孩子参与基于他们感觉运动皮层激活的实时反馈的游戏项目, 他们可以提高他们对感觉运动皮层激活的自我控制, 从而改善自闭症症状。
       天眼实验室提出的运动意象创新算法, 有望从准确性、效率、实用性、创新性、技术性等方面提升脑机接口技术在残疾人康复等多个领域的技术应用和产业发展。人机、人与环境交互技术中的问题提供了可行的解决方案。该算法可以嵌入到不同的硬件系统或软件系统中, 实现对主体的思想传递和控制。
       例如, BCI系统结合外骨骼机器人,

可用于偏瘫、中风患者运动功能的主动康复; BCI系统与电动轮椅相结合有望有所帮助帮助肢体残疾人自由活动等。希望在不久的将来, 我们可以看到这项技术帮助越来越多的残疾人突破身体和工具的限制。

相关新闻

  • 2022-06-19 12:40:21

    139407 日職聯 大阪櫻花FC東京 17:0018:00

    A大阪樱花(主)0.95半球B磐田山叶0.85','CFC东京0.85平手/半球D大宫松鼠(主)0.95','','大阪樱花2-0磐田山叶','大宫松鼠2-5FC东京','','初盘:A:0.95B:-1.C:0.95D:-1.','','变盘1:A:0.95B:-1.C:0.95D:-1.','会......

  • 2022-05-06 17:17:24

    新一代Vlog创作利器 索尼微单手机Xperia PRO-I

    从Vlog视频风行到短视频创造浪潮降临,视频拍照益发成为内容创造聚集的热门论题。在拍照方向内卷不断的手机厂商也早早将目光投入了视频拍照。比较于相机的体积大不便带着,需求三角支架等拍照痛点,手机的简洁细巧更能支撑继续的、随时随地的拍照。而相机的超卓画质作用却又领拍照者难以舍弃。具有深沉印象实力的索尼,......

  • 2022-06-21 13:53:54

    AOFEX交易所被警方调查,加密货币交易所清退进入倒计时

    上海报道,国内加密货币交易所清算进入倒计时阶段。近日,《华夏时报》记者从部分投资者处获悉,一家名为AOFEX的加密货币交易所目前无法登录,工作人员已失去联系。怀疑是逃跑了。12月14日,记者从AOFEX官网公告获悉,12月10日下午,江苏省徐州市警方带走该公司管理技术人员协助调查,目前仍在处于亏损状......

联系我们