研究人员只需专心控制飞行机器人

明尼苏达大学科学与工程学院的研究人员已经开发出一种新的非侵入式系统，该系统可使人们仅凭头脑就能控制飞行机器人。这项研究远远超出了和游戏，并且有可能帮助瘫痪或患有神经退行性疾病的人。

参加研究的五名受试者(三名女性和两名男性)每个人都能够在持续的时间内快速且准确地控制四叶片飞行机器人(也称为四轴飞行器)。

该研究今天发表在IOP Publishing的 《神经工程杂志》上。

该研究的主要作者，明尼苏达州大学生物医学工程学教授何斌说：“我们的研究表明，人类首次能够利用从无创性头骨帽上感知到的思想来控制飞行机器人的飞行。”科学与工程学院。“它的作用与过去使用的侵入性技术一样好。”

他说，这项研究旨在帮助瘫痪或患有神经退行性疾病的人恢复活动能力和独立性。

他说：“我们设想他们将使用这项技术来控制轮椅，假肢或其他设备。”

这种称为脑电图(EEG)的非侵入性技术是一种独特的脑机接口，可通过配备有64个电极的专用高科技脑电帽记录受试者大脑的电活动。

“这是完全无创的。研究过程中高级生物医学工程专业学生，论文的作者之一卡尔·拉弗勒尔(Karl LaFleur)说，无需在大脑中植入芯片即可吸收神经元的活动。

研究人员说，脑机接口系统的工作归因于运动皮层的地理环境-控制运动的大脑区域。当我们运动或考虑运动时，运动皮层中的神经元会产生微小的电流。考虑不同的运动会激活神经元的新种类。他说，对这些分类进行分类为明尼苏达大学研究人员使用的脑机接口奠定了基础。这项新的研究是基于他在He's实验室以前的研究而建立的，受试者可以在计算机屏幕上控制虚拟直升机。

他说：“当我们想象运动时，我们是第一个同时使用功能性MRI和EEG成像来绘制大脑神经元被激活位置的地图。” “所以现在我们知道信号将来自何处。”

在研究过程中，涉及的受试者背对着四轴飞行器，被要求想象自己的右手，左手和两只手一起使用。这将指示四轴飞行器分别向右转，向左转，抬起然后掉落。四轴飞行器以预设的向前运动驱动，仅受受试者的思想控制。

受试者被放置在屏幕的前面，该屏幕通过机载相机中继四轴飞行器飞行的图像。帽盖记录了大脑的信号，并通过Wi-Fi将其发送到四轴飞行器。

经过几次训练后，受试者被要求将四轴飞行器从悬挂在体育馆天花板上的两个大环上飞过。许多统计测试用于计算每个测试的执行情况。在控制实验中，一组受试者还使用键盘指挥了四轴飞行器，从而可以比较标准化方法和大脑控制。

他说，明尼苏达大学开发的脑机接口的潜力非常广泛。

他说：“我们的下一步是使用我们开发的地图和工程技术来帮助残疾患者与世界互动。” “它甚至可以帮助患有自闭症或阿尔茨海默氏病的患者，或帮助中风患者康复。我们现在正在研究一些中风患者，以了解它是否有助于重新连接大脑回路以绕过受损区域。”

除He和LaFleur外，明尼苏达大学的其他研究人员还包括医学和生物医学工程研究生Alexander Doud。Kaleb Shades，生物医学工程专业的本科生;Eitan Rogin，计算机科学与工程专业的本科生;以及生物医学工程研究技术人员Kaitlin Cassady。

明尼苏达大学的研究主要由科学基金会(NSF)资助。

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