什么是脑控机器人？
脑控机器人，是一种融合脑科学与认知科学研究与应用的机器人，它以BCI技术（BCI是Brain Computer Interface的缩写，即脑机接口技术）为基础，在人或动物脑（或者脑细胞的培养物）与外部设备间建立的直接连接通路的技术，俗称“脑控”。
具体而言，脑控技术分为三个步骤。首先是“读脑”：通过佩戴在头部的感应捕捉器来识别大脑头皮电流变化和血液的流动信息，把微弱的脑电波放大，利用计算机分析人的意图，读取人的想法。其次：指令转换，通过计算机将人的想法转换成机器控制指令。最后，指令传输：将转换后的指令通过无线装置发送给机器人，让机器人遵照相应指令完成动作，从而实现由人的意念来控制机器人。
工业机器人、服务机器人、特种机器人、人工智能……机器人的身影无处不在，早已“入侵”我们的生活。
平日里，最被我们熟悉的，当属人形机器人了。能跳舞唱歌的机器人、能变脸的机器人、能舞狮的机器人、能夹糖的机器人……在生活领域，一些机器人承担了帮人们“减负”的任务，比如餐厅里鱼贯而出的上菜机器人、火爆街头的刀削面机器人等。即使到了运动场上，机器人也不甘落后，有战无不胜的阿尔法狗、有眼疾手快羽毛球机器人等等；而在医疗卫生领域，机器人的运用也十分广泛，“机器人臂”已经参与了大量手术实战……
本来以为，我们对机器人已经挺熟悉了，可在刚刚落幕的2017世界机器人大会上，BCI脑控机器人又让人大开眼界。曾以为，只用在心里默想，就能让物体飞起来；只用集中注意力，就能让物体飞速前进；只用动一动眼睛，就能控制物体前进后退……都还是科幻电影里的场景，可如今，脑控机器人让神奇随处上演。
脑控机器人的研发已经在世界范围内流行多年，在技术上也日臻成熟。在这次世界机器人大会上，以表演赛的形式，展示了脑控技术在养老助残、娱乐、教育等诸多方面的应用。或许随着技术的发展，在未来，脑控机器人会变得更为贴心，成为人类真正的“知心好帮手”。
脑控赛车：专注力值越高，跑得越快
放着曲折盘旋长跑道的大长桌旁，站着两个戴着耳机状设备的男孩，他们专注地盯着前方——两辆小赛车正在跑道上飞速前进。
两个男孩面前还各有一个记录专注力数值的电子表，浙江大学求是高等研究院副院长陈卫东教授介绍，“小朋友戴的设备是一个脑波仪，可以分析出大脑目前的专注力数值，当数值达到基本要求后，赛车会立即启动。”这是脑控技术制成的一项高科技体验型玩具，目前正在投入市场的过程中。
与“脑控赛车”异曲同工的，是北京师范大学信息交叉学科与智能研究院的产品——二者的相同点是都能检测使用者的专注程度——脑控赛车要求使用者用“意念”控制小赛车的前进，专注程度越高小赛车就跑得越快；后者的任务是通过约三分钟的测试，搜集被测者的专注力水平，以唤醒屏幕上睡着的大猫。只有使用者的注意力高度集中，才能唤起。
负责该项目讲解的孙博介绍，他们研发的HRV生理数据手环搭配脑电数据采集头盔采集数据，然后将数据传导到心理健康云平台上进行分析，输出科学的检测报告。“比如有些孩子每到考试，就会变得很焦虑。”针对这样的情况，项目组会利用虚拟现实技术，给孩子一个类似考场的环境。让他在反复的刺激中学会调整心态。
脑控无人机：动动眼球，就能飞来飞去
和脑控赛车一样热闹的，是一场脑控无人机表演赛。
博睿康科技公司的脑控无人机，需要体验者戴上电极帽，坐在电脑前。电脑屏幕上显示出几个方向图标，体验着只需要注视不同的图标，就可以让远处的无人机起飞、降落、转向。无人机旁边放置了一个类似Wi-Fi盒子的信号发射器——只有在发射器的信号覆盖范围内，无人机才能接收到人脑的指令。
而上海交通大学的脑控无人机看起来更简便——没有电脑，也不需要戴电极帽。体验者戴上一个眼镜之后，就可远程控制无人机。
该项目属于上海交通大学生机电一体化课题组，课题负责人介绍，这个特殊的眼镜可搜集体验者的眼动信息，然后传导到无人机上。所以只用动动眼球，就能让无人机飞来飞去了。“目前这项技术具有很高的准确性和稳定性，也不需要对使用者进行培训，完全可以在日常生活中运用。”
脑控轮椅： 想去哪里去哪里
“在生命的最后阶段，手也不能动了，话也不能说了，你可能会用到脑控轮椅。”华东理工大学脑机接口研究团队负责人说。
该课题组曾让渐冻症患者坐上了装置有脑控系统的轮椅。为患者戴上电极帽后，他只需要看前方屏幕的不同位置，就可以控制轮椅进退。该项目负责人介绍，“有些渐冻症患者到了后期，眼睛也不好使了，我们就改为收集听觉信号。比如说左声道代表前进，右声道代表后退，双声道代表停止。给出一组声音，当患者专注于听哪一个声音时，就执行该声音代表的指令。当然比起视觉，听觉反馈会更慢一些。”
北京信息科技大学的脑电波轮椅已经研发、升级改造多年。研发团队的领队吴迎年老师介绍说，他们的脑电波轮椅原来只有一个脑控传感器，最近增加了一个眼球检测与协同控制传感器，这样除了检测人体的脑电信号，还能检测眼球运动。
在轮椅前方搁屏幕的地方，有三个红外线发射孔，这三个孔可以检测出轮椅乘坐者的视线方位，然后将方位信号反馈给控制系统，再由该系统指挥轮椅前进后退。“我们根据脑电信号和眼球运动情况做了一个决策级的信息融合，能更准确地了解人体的控制意图，增加了系统的准确度和可靠性。”吴老师说，目前脑电信号检测和眼球运动检测还只能交替进行，下一步他们的目标是使二者能够同时工作，互为补充。
同样做脑控轮椅研发的，还有华南理工大学。华南理工大学脑机接口与脑信息处理研究中心研发的脑控轮椅是基于想象的，不需要外界给乘坐者提示和刺激，只需要乘坐者想象一下运动的动作，就能让身下的轮椅按照想象的运动轨迹前进。
脑控轮椅能大幅改善老年人、残疾人和病人的生存质量，在我们这样一个人口众多、有巨大养老市场的国家意义重大，因此前景广阔，很多厂家都瞄准了这一市场。有业内人士表示，几个脑控轮椅项目在除障方面都做得不够完善，有的轮椅遇到障碍物就停下来，有的还没有把遇到障碍物写入程序。“上坡和下坡的过程中，无人状态下也难以很好控制轮椅的速度。如果没有防护装置，容易对乘坐者造成伤害。”看来，距离脑控轮椅上市还有一定距离。
（本版撰文 谢宇航 雷嘉）
·脑控技术的其他应用·
近几年，各国科学家在脑科学与认知科学领域的研究取得了突破性进展，欧洲、美国、日本相继启动各种人脑计划。在中国，相关的脑科学研究计划也全面启动，目前，脑控技术已经应用于医疗康复、航天等领域。
医疗康复
天津大学神经工程与康复实验室设计出了，帮助全肢体中风病人康复的人工神经机器人系统：神工一号和神工二号。目前在多地临床测试成功，受益患者超过3000例。
上海交通大学设计软体康复机器人手套，可帮助中风患者恢复手部功能，使康复过程更符合人的生理机制。
博睿康公司的机械外骨骼，可将大脑想象转化为机械肢体运动，进行主动康复训练，让轮椅上的人重获行走的可能。
北京师范大学信息交叉学科与智能研究院，利用HRV生理数据手环和脑电数据采集头盔，将采集数据传导到心理健康云平台分析，用于自闭症儿童的早期筛查。
航天领域
清华大学的意念控制键盘能够实现脑控英文录入，天津大学的脑机交互系统已被天宫二号和神州十一号飞船带上太空。
“在太空环境下，宇航员完成复杂操作会受到极大限制，我们想将航天员的思维活动转化为操作指令，让他们通过脑活动就能操控设备。”天津大学神经工程与康复实验室明东教授说。
智能家居
“如果有一天，你回到家特别累，躺在沙发上不想动。这时候，只用专注地想一想开灯，房间的灯打开。如果你心情不好，灯光会变成可以安抚情绪的淡黄色。家里的灯可以随着你的睡熟而慢慢变暗、熄灭，而不是一下子灭掉。你还可以把家里的遥控器集中在一起，用意念开空调、开电视机，这些事情都可以通过人机接口技术慢慢实现。”北京心智计算科技有限公司的负责人介绍，现在他们正与北京师范大学开展合作，探索脑控技术在教育领域、物联网技术等方面的应用。
原标题：读脑黑科技 未来人类的“知心好帮手”
