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脑电飙车、情绪测谎、疲劳报警,戴上“意念帽”打响脑波争霸赛
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双眼紧盯屏幕,用意念指挥机械臂平稳伸出,精准抓起一块红色积木放入指定区域,全程无需手柄操控,也没有语音指令,整个过程都在悄无声息的人机协同中完成。这不是科幻电影,而是前昨两天在沪举行的 2025 脑机接口大会竞技赛现场。

脑控机械臂赛道现场,参赛队员通过脑机接口设备控制机械臂移动,夹起积木并放入制定点位。(袁婧 / 摄)

作为国内首届大规模多赛道脑机接口竞技赛,这场 " 无需动手 " 的比赛吸引了全国 63 支队伍报名,40 支晋级决赛,参赛者平均年龄仅 25 岁。在脑控小车、脑控机械臂、情绪识别、疲劳监测四大赛道上,选手们头戴布满电极的脑电帽,仅凭注视与思维活动,就能驱动小车飞驰、操控机械臂抓取积木;而内心的情绪起伏与身体的疲惫状态也可被系统实时捕捉,在屏幕上化作波动曲线——整场比赛犹如一场激烈 " 暗战 "。

一眼令下,机器随 " 念 " 而动

赛场中央,一辆小车正灵巧绕过弯道,在操控者眼中,它们只是屏幕上高频闪烁的方块。这些方块以不同频率明灭,触发大脑同步产生脑电信号;系统识别后,将这些信号转化为 " 前进 "" 左转 " 等指令,驱动小车自动驾驶完成赛道任务。

脑控赛车赛道现场,参赛队员通过脑机接口设备控制小车在规定范围内移动行驶。(袁婧 / 摄)

" 最快队伍一分钟跑完全程,慢的要四五分钟。" 赛事评委说,差距不在硬件,而在算法设计," 有的团队只设 4 个指令,只能做些简单操作但比较稳定;有的则挑战 20 个指令,精度更高但容错率低 "。

赛场另一侧,西北工业大学人工智能学院团队正在进行脑控机械臂项目决赛:4 个彩色积木在脑电信号的控制下,依次被抓起、移动,并准确落入垃圾桶。" 这就像一套脑电摩斯密码。" 队员解释道," 你看哪个闪烁频率的方块,大脑就发出对应‘密码’,系统将它破译成机械臂的动作。" 他指了指头上的设备说,最大挑战是非侵入式脑机接口信号太微弱,隔着厚厚的颅骨采集信号,就像隔着墙偷听悄悄话。

比赛中一个小插曲,印证了脑电设备对环境的敏感。第二轮比赛时,选手前三次操作流畅,第四次却频频出错。" 正好一批观众围过来,操控的同学走了神,信号就乱了。" 队员坦言,想要赢得比赛,算法精度、设备稳定性、操控者专注度,缺一不可。

情绪难以表达,大脑不会说谎

情绪识别赛道上,一位被试者正静静观看视频,面无表情。但电脑屏幕上,一条曲线已悄然下探——系统判定他处于 " 低落 " 状态。

" 嘴上说‘我没事’,大脑会‘说实话’。" 上海交通大学仿脑计算与机器智能研究中心博士生刘轩豪介绍,他们开发的脑机系统好比一台 " 情绪测谎仪 ",融合脑电、眼动、麦克风等多模态数据,几秒内就能输出 " 开心 " 或 " 难过 " 的数值,并生成脑电波形图。

传统抑郁症诊断依赖量表或访谈,但患者常常难以准确表达复杂情绪,脑电信号提供了一个更诚实的窗口。目前,团队已与市精神卫生中心合作,采集数百人次抑郁相关脑电数据,为抑郁症客观诊断与早期干预探索新路径。

情绪识别赛道现场,通过脑机接口设备监测,被试者的实时情绪数值显示在屏幕上。(金奕伶 / 摄)

如果说情绪识别脑机接口让无声情感有了度量尺,现场另一支团队已从监测情绪走向了调控情绪的闭环,而技术开发初衷是为了应对一个生理窘境。

" 考前紧张,孩子频繁想上厕所,这不是调皮,而是焦虑诱发的膀胱过度活动症。" 复旦大学附属华山医院贾杰教授课题组医生薛川说,团队与锦奇智慧医疗联合开发的系统,能在识别焦虑后通过外周设备与意念诱发,调节膀胱张力,缓解尿急。

眼下,这项针对青少年情绪调控的技术正在造福更多脊髓损伤患者。薛川介绍,99% 的脊髓损伤患者存在泌尿功能障碍,意识清醒却无法控制排尿,长期依赖导尿管,严重影响生存质量和尊严。团队最新临床试验显示,至少一半患者在 4-5 次治疗后可拔除尿管实现自主排尿;10 次治疗后,多数人能憋尿 1-2 分钟,足够患者作出反应,提升生活品质。未来,该技术还计划拓展至阿尔茨海默症、帕金森等神经退行性疾病的治疗。

戴上头环,在人即将犯错前预警

" 很多人熬了一整夜,自我感觉‘还行’,但脑电已显示重度疲劳。" 疲劳监测赛道评委告诉记者,有时主观感受带有 " 滤镜 ",而脑电波的变化能客观反映精神负荷与警觉度下降。

疲劳监测赛道现场,脑机接口设备实时监测被试者的疲劳程度。(金奕伶 / 摄)

比赛现场,电子科技大学脑力续航队带来一款智能头环,无实体按键,佩戴自动开机,使用便利。" 这个头环可在人即将‘犯错’前发出预警。" 带队老师谢佳欣举例说,长途司机眼皮开始打架的瞬间,头环能通过震动唤醒司机的注意力。

谢佳欣注意到其他参赛队伍的监测技术,除了头环,还有贴片式、嵌入安全帽的传感器等。" 从信号层面讲,头环和贴片没有本质差异,关键在应用场景。" 在他看来,贴片接触更稳,但是一次性耗材;头环即戴即用,更适合移动场景。

" 没有一把万能钥匙。" 谢佳欣说,实际应用中很难找到普世通用的完美方案,一切都要与应用场景挂钩,让技术出现在那个最需要它的地方。

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