未来拥有一台脑控制轮椅并非难事

　　脑电波+语音+手势实现轮椅智能控制

　　切宾教授介绍，进行这项研究的初衷，是为下肢残疾且上肢功能较弱或完全丧失的残障人士，提供无需借助操纵杆的轮椅控制方式。研究人员对一台Titan LY-103-120电动轮椅进行了改造，加装了电脑操控系统，使用者可以通过佩戴脑机接口技术（BCI）头盔，以及语音指令、手势指令实现对轮椅的自主控制。

　　既然使用者至少具备一种操作方式，为什么还要选择三种指令共用，这些指令之间又是怎样做到互不干扰的呢？

　　项目负责人格列布解释，选择三种指令共用是为了提高操控的准确性和反应速度。例如，使用者可以用脑电波控制前进和后退，用手势控制转向。三种指令之间是平行关系，并不存在某一项优先指令，当指令间发生冲突时，则由系统判断哪项指令符合使用者真实意图。因此，编写系统判断三种指令的算法是该项目研究的关键。

　　模块化设计+学习功能为使用者打造专属系统

　　格列布介绍，未来该系统实际应用时，会根据每名患者的具体情况对操作方式进行调整，选取一种或多种指令。不论是选择哪些操作方式，都可共用同一款系统软件。无论哪种组合，脑控制都是主要操作方式；语音指令系统包括声音识别和反馈功能，为保证稳定性和避免植入后门，该系统为Java开源软件；手势指令系统使用C#语言编写，既可以识别预先存入数据库的2D和3D手势，也支持自建手势，考虑到不同患者的身体机能情况，该系统既支持手臂手腕较大幅度的手势，也支持手指小幅度的手势。

　　由于每个人在下达同一指令时脑电波有明显不同，因此在使用前系统需要对使用者的脑电波进行学习校准，以提高操控准确性，正确识别使用者意图。

　　得益于模块化设计和较强的学习能力，在实际应用中可以有效减少开发成本和调试时间，为使用者快速打造专属的轮椅操作系统。同时，其设计和生产成本也会大幅降低。据初步测算，未来大规模生产后，每部轮椅操作系统的售价有望控制在5千到1万美元内。

　　心理状态监测+远程控制确保使用者安全

　　切宾教授介绍，脑控制轮椅的安全性是项目研究关注的重点。未来控制系统会实时监测使用者的心理状态，在完成指令时会考虑使用者下达指令时处于积极、消极还是中立情绪，如果在消极情绪下发出指令，系统对其信任度会相应降低，直至切断控制。未来计划建立脑控制轮椅远程控制中心，通过UDP协议将每台轮椅的监测数据传送到服务器，在必要情况下可采取远程控制取代使用者自主控制，避免出现危险。

　　切宾教授介绍，按照项目计划，2016年脑控制轮椅项目将完成数据模型设计，并利用该数据模型采集三种控制指令大数据信息，通过大数据分析进一步提高系统识别指令和监测心理状态的准确性。之后半年到一年内，将邀请残障人士在专门医疗机构进行实际使用测试并完善设计，最终获得相关机构认证和生产许可。如果脑控制轮椅项目获得成功，该团队还将为残障人士研究其他脑控制设备。