原地踏步，直行，轉彎……在華東理工大學徐匯校區大草坪上，碩士生劉力菲頭戴智能頭環，用“意念”控制一只約40厘米高的四足機器狗來去自如。這就是華東理工大學腦機接口及控制團隊最新研發成果——“面向四足控制的混合現實增強腦-機接口系統”。
“這項研究為機器人控制提供了一種全新的交互范式，它通過混合現實技術與腦機接口的深度集成，實現對機器狗高效、穩定的控制。”團隊負責人，華東理工大學信息學院、數學學院雙聘導師金晶介紹，新系統具有抗干擾、高性能、輕量化、便攜式等突出優勢，標志著腦機接口技術從理論研究走向實際應用的新突破。
據介紹，傳統的基于穩態視覺誘發電位的腦機接口系統（BCI系統）在進入現實場景后，可能面臨諸多挑戰。例如，它容易受環境光干擾，便攜性也差。針對這些瓶頸，金晶團隊提出一種基于虛實融合控制的框架思維，通過分層異步控制策略，增強腦機接口系統。研究團隊引入混合現實（MR）技術，將視覺刺激直接嵌入到用戶的現實視野中；與此同時，MR還有效克服了環境光干擾的影響，顯著提高了信號的識別準確率。
此外，該系統的便攜性和場景適應性大大提升。系統將任務分為近場和遠場兩類，并分別通過增強現實（AR）和混合現實技術進行處理。
對于近場任務，系統主要依賴增強現實技術。近場任務通常涉及四足機器人的精細操作和局部環境交互，對控制的實時性和精度要求較高。通過AR技術，系統能夠在用戶的視野中實時疊加機器人的運動狀態、周圍環境信息以及操作引導提示，從而提升控制的響應速度與操作精度。對于遠場任務，系統則通過混合現實接口進行管理。遠場任務通常涉及全局路徑規劃、目標導航以及大范圍環境感知等，對系統的穩定性和全局視野要求較高。通過MR技術，系統能夠為用戶提供全局環境信息與任務規劃支持。
值得一提的是，新系統集成了先進的信號處理算法和機器學習模型，用戶只要佩戴輕便的MR頭顯和腦電采集設備，就能在任何環境里對四足機器人進行實時控制。同時，新系統還具備強大的場景適應能力。在醫療康復領域，系統可以用于幫助行動障礙患者進行康復訓練；在工業巡檢領域，系統可用于控制四足機器人在復雜環境中執行設備檢測、故障排查等任務；在災害救援中，救援人員可以通過腦電信號控制四足機器人進入危險區域執行搜救任務。
“上述優點顯著提升了四足機器人的應用潛力。”金晶補充道，新系統還將為智能家居、智能駕駛等領域的發展提供重要參考。
（原標題：華東理工大學一團隊發布腦機接口最新研發成果：用“意念”控制的機器狗行動自如）
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