近日，由聯(lián)想創(chuàng)投集團(tuán)主辦的“聯(lián)想高校AI精英挑戰(zhàn)賽”全國總決賽在北京中國科學(xué)院計算技術(shù)研究所舉行。西安交通大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院醫(yī)工交叉研究所組隊參賽的“腦控康復(fù)機(jī)器人”項目勇奪挑戰(zhàn)賽全國總冠軍。

聯(lián)想集團(tuán)董事長兼CEO楊元慶為西安交大團(tuán)隊頒獎

據(jù)了解，“聯(lián)想高校AI精英挑戰(zhàn)賽”是由聯(lián)想集團(tuán)、中國科學(xué)院主辦，旨在發(fā)掘AI前沿科技，結(jié)合AI行業(yè)和聯(lián)想資源助力中國優(yōu)秀科技商業(yè)化，推動中國AI產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的一項賽事。大賽歷經(jīng)半年，覆蓋全國8大賽區(qū)，清華大學(xué)等260余所高校的千余個項目參賽。

項目簡介

西安交通大學(xué)“腦控康復(fù)機(jī)器人”項目以腦機(jī)接口技術(shù)為核心，開發(fā)了面向腦功能障礙患者的虛擬現(xiàn)實主被動協(xié)同康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)，可有效提升腦卒中患者術(shù)后康復(fù)效果。

西安交通大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院醫(yī)工交叉研究所的智能檢測與腦機(jī)交互團(tuán)隊長期從事腦機(jī)口及其康復(fù)機(jī)器人技術(shù)研究，所創(chuàng)新的穩(wěn)態(tài)視覺運(yùn)動誘發(fā)腦機(jī)接口技術(shù)以及腦控康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人、腦控輪椅、腦控拼字等研究成果，為應(yīng)用推廣奠定了雄厚的技術(shù)基礎(chǔ)。本項目由西安交通大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院徐光華教授指導(dǎo)，在研究生王浩沖、史改革、張鑫、韓丞丞等共同努力下，經(jīng)過項目推介、公眾展示和現(xiàn)場答辯等環(huán)節(jié)的激烈角逐，憑借過硬的技術(shù)實力和垂直細(xì)分領(lǐng)域的精確市場定位，歷經(jīng)層層篩選、力壓群雄。

一切的起點：讓意念控制不再科幻

腦控，就是傳說中的“意念控制”，它是通過“腦機(jī)接口”對腦電波進(jìn)行捕捉實現(xiàn)人機(jī)交互的一種技術(shù)，而“腦機(jī)接口”是將人和機(jī)器連接起來的一條通路。

想象一下你戴上VR眼鏡，當(dāng)有一個虛擬現(xiàn)實的人物在你面前走動，就會誘發(fā)你想去跟著它走動的意念，而對于癱瘓患者來說，把這個運(yùn)動意念捕捉出來，再配合配套的康復(fù)床去協(xié)同訓(xùn)練，將運(yùn)動意念與機(jī)器結(jié)合，就能最大程度激發(fā)神經(jīng)重塑，幫助癱瘓患者重新站立。這就是“腦控人機(jī)交互及康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)”的奧妙所在，讓意念控制不再科幻。

那么它的實現(xiàn)究竟基于何種原理呢？請看下圖▼

首先，虛擬現(xiàn)實的沉浸式系統(tǒng)，讓患者通過觀看運(yùn)動場景，刺激運(yùn)動感知神經(jīng)，形成“運(yùn)動意念視覺誘發(fā)”。

其次，過程中會經(jīng)過運(yùn)動中樞神經(jīng)刺激運(yùn)動控制神經(jīng)，通過腦機(jī)接口驅(qū)動肢體運(yùn)動，實現(xiàn)中樞刺激與外周反饋相結(jié)合，即“神經(jīng)搭橋”，使得受損神經(jīng)得到有效的康復(fù)。

應(yīng)用場景：可觀的療愈效果

作為一種基于視覺誘發(fā)的新型腦控運(yùn)動康復(fù)方式，通過主被動協(xié)同的創(chuàng)新康復(fù)方式有效提升了康復(fù)效果。

項目研究團(tuán)隊已在進(jìn)行過一年多的病人跟蹤測試，經(jīng)過醫(yī)院對比試驗證明，使用腦控康復(fù)床康復(fù)訓(xùn)練的患者效果明顯優(yōu)于傳統(tǒng)康復(fù)訓(xùn)練患者，臨床效果提升20%，特別是病人認(rèn)知有了明顯大幅度的提升。

未來，期望通過強(qiáng)化神經(jīng)中樞刺激進(jìn)行神經(jīng)康復(fù)，再配合機(jī)器人的同步刺激，可以提升神經(jīng)可塑性，大大提高康復(fù)比例。

產(chǎn)業(yè)與市場：何以備受青睞

據(jù)統(tǒng)計，我國目前中風(fēng)患者近3000萬，每年新增200萬人，除中風(fēng)外，每年新增有康復(fù)訓(xùn)練需求的老年人、殘疾人約500萬人。

國際上將腦機(jī)接口與康復(fù)機(jī)器人結(jié)合大多都在研究階段，作為一種初探，西安交大“腦控康復(fù)機(jī)器人”項目將其神經(jīng)康復(fù)技術(shù)進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化的技術(shù)應(yīng)用試點，也走在了前列。

西安交通大學(xué)是國家教育部直屬重點大學(xué)，在2017年國家公布的“雙一流”建設(shè)名單中，入選一流大學(xué)A類建設(shè)高校，8個學(xué)科入選一流建設(shè)學(xué)科。一直以來，西安交通大學(xué)全面貫徹落實“品行養(yǎng)成、知識傳授、能力培養(yǎng)、思維創(chuàng)新”四位一體人才培養(yǎng)理念，建立“通識教育+寬口徑專業(yè)教育”、本-碩-博貫通式人才培養(yǎng)體系。歷年來，交大學(xué)子在SAE國際航空設(shè)計大賽、VEX機(jī)器人世界錦標(biāo)賽、國際數(shù)學(xué)建模大賽、世界華語辯論錦標(biāo)賽、國際英語演講大賽、世界大學(xué)生建筑設(shè)計競賽、ACM國際大學(xué)生程序設(shè)計大賽亞洲區(qū)選拔賽、中國 “互聯(lián)網(wǎng)+”大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽、“挑戰(zhàn)杯”課外科技大賽、“創(chuàng)青春”創(chuàng)業(yè)計劃大賽、全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模大賽、全國大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計大賽、Robocon全國大學(xué)生機(jī)器人大賽、中國大學(xué)生物理學(xué)術(shù)競賽、全國航空航天模型（科研類）錦標(biāo)賽、全國大學(xué)生節(jié)能減排與社會實踐科技競賽等國際國內(nèi)大賽中屢獲佳績。

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