脑机接口新进展！即插即用，不用每天校准
腦機接口新進展！即插即用，不用每天校準
道翰天瓊認知智能機器人平臺API接口大腦為您揭秘。如果你的電腦，每天使用前都要花時間重裝系統(tǒng)，是不是難以想象。腦機接口目前差不多就是這個情況，因為還沒有實現(xiàn)長時間穩(wěn)定解碼，使用者不得不每天重新校準。
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近日，加州大學舊金山分校醫(yī)學院神經(jīng)科學研究所在這一方面取得了進展。研究人員使用了 EcoG 電極，通過人腦和機器學習算法的共同學習，實現(xiàn)了長期的穩(wěn)定解碼，讓癱瘓病人的腦機接口能夠 “即插即用”。相關論文發(fā)表在?Nature biotechnology?上。
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該論文的通訊作者，加州大學舊金山分校神經(jīng)病學系副教授 Karunesh Ganguly 表示，“現(xiàn)有的系統(tǒng)不得不每天進行重新設置和校準，無法接入大腦的自然學習過程。這就像要求一個人從零開始，一遍又一遍地學習騎自行車?！?而他們的最新研究 “使人工學習系統(tǒng)順利地與大腦復雜的長期學習模式一起工作，這在癱瘓病人身上是前所未有的?！?/span>
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ECoG 電極與機器學習算法
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研究使用是 ECoG 電極，它的形態(tài)是一層排列著金屬電極點的硅膠片，需要進行外科手術將其植入腦中，植入的位置是大腦皮層以上，硬腦膜以下。ECoG 電極在臨床上，經(jīng)常被用來進行癲癇病人的病灶監(jiān)測。
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圖 | 研究中使用的 ECoG 電極（來源：UCSF）
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另外常被使用的腦機接口材料，比如猶它電極，形態(tài)是尖銳的陣列，電極長度為 1.0mm 或 1.5mm，能夠刺入大腦皮層，獲得更為清晰的信號。但是由于電極進入大腦皮層，其電極尖端的導電材料和絕緣層都會被大腦組織緩慢腐蝕。
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圖 | ECoG 電極和猶它電極
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腦機接口是一個閉環(huán)系統(tǒng)，也就是要實現(xiàn)人腦神經(jīng)活動與機器信號之間的連通循環(huán)，這其中的訓練過程至關重要。
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這次研究的目標是讓四肢癱瘓的人用意念控制光標。研究人員設計了一個算法，利用機器學習，將記錄到的大腦活動與用戶想要的光標移動相匹配。
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兩個訓練階段，讓大腦記住 “模型”
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訓練大致經(jīng)過了兩個階段。
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最初，研究人員每天重置算法。參與者首先想象特定的脖子和手腕的運動，同時觀察光標在屏幕上的移動。漸漸地，算法更新，使得光標的移動與大腦活動相匹配，從而有效地將光標的控制傳遞給用戶。
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然而，每天重復這個過程會嚴重限制可以達到的控制水平。控制這個裝置可能需要幾個小時，有些時候參與者不得不完全放棄。
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第二個階段，研究人員不再每天重置算法，讓算法持續(xù)更新以匹配大腦活動。這個階段中，大腦信號和機器學習算法的持續(xù)相互作用讓性能實現(xiàn)改進。
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最初，每天都有一些失去的東西需要彌補，但是很快，參與者就能夠立即達到最高水平的表現(xiàn)?！拔覀冋J為這是試圖在兩個學習系統(tǒng)——大腦和計算機——之間建立伙伴關系，最終讓人工界面成為用戶的延伸，就像他們自己的手或胳膊一樣?！盙anguly 說。
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研究人員觀察到，參與者的大腦活動似乎形成了一種具有持續(xù)性的控制腦機接口的心理 “模型” ，這在日常重置和校準中從未發(fā)生過。持續(xù)學習幾周后，當界面被重置時，參與者迅速重建相同神經(jīng)活動模式，來控制設備。
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“大腦只是迅速地收斂回同樣的解決方案。”Ganguly 說。
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最終，研究人員關閉算法的自身更新，參與者也可以簡單地開始每天使用界面，而且不需再訓練或重新校準。在沒有再訓練的情況下，44 天內的表現(xiàn)并沒有下降，而且參與者甚至可以連續(xù)幾天不練習，操作水平也不下降。
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這項研究的成果充分利用了 ECoG 界面的穩(wěn)定性和神經(jīng)可塑性。接下來，研究者希望能夠實現(xiàn)穩(wěn)定地操作機械臂，這是一個更復雜的系統(tǒng)。
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道翰天瓊認知智能未來機器人接口API簡介介紹
- 認知智能是計算機科學的一個分支科學，是智能科學發(fā)展的高級階段，它以人類認知體系為基礎，以模仿人類核心能力為目標，以信息的理解、存儲、應用為研究方向，以感知信息的深度理解和自然語言信息的深度理解為突破口，以跨學科理論體系為指導，從而形成的新一代理論、技術及應用系統(tǒng)的技術科學。 認知智能的核心研究范疇包括：1.宇宙、信息、大腦三者關系；2.人類大腦結構、功能、機制；3.哲學體系、文科體系、理科體系；4.認知融通、智慧融通、雙腦(人腦和電腦)融通等核心體系。 認知智能四步走：1.認知宇宙世界。支撐理論體系有三體（宇宙、信息、大腦）論、易道論、存在論、本體論、認知論、融智學、HNC 等理論體系；2.清楚人腦結構、功能、機制。支撐學科有腦科學、心理學、邏輯學、情感學、生物學、化學等學科。3.清楚信息內涵規(guī)律規(guī)則。支撐學科有符號學、語言學、認知語言學、形式語言學等學科。4.系統(tǒng)落地能力。支撐學科有計算機科學、數(shù)學等學科。
認知智能CI機器人是杭州道翰天瓊智能科技有限公司旗下產(chǎn)品。認知智能機器人是依托道翰天瓊10年研發(fā)的認知智能CI體系為核心而打造的認知智能機器人大腦，是全球第一個認知智能機器人大腦。具有突破性，創(chuàng)新性，領航性。是新一代智能認知智能的最好的產(chǎn)品支撐。 認知智能機器人技術體系更加先進，更加智能，是新一代智能，認知智能領域世界范圍內唯一的認知智能機器人。 認知智能機器人是新時代的產(chǎn)物，是新一代智能認知智能的產(chǎn)物。代表了新一代智能認知智能最核心的優(yōu)勢。和人工智能機器人大腦相比，優(yōu)勢非常明顯。智能度高，客戶粘性大，客戶滿意度高，易于推廣和傳播等核心特點。 依托認知智能機器人平臺提供的機器人大腦服務，可以賦能各個行業(yè)，各個領域的智能設備，各類需要人機互動的領域等。認知智能機器人平臺網(wǎng)址：www.weilaitec.com，www.citec.top。歡迎注冊使用，走進更智能機器人世界。
認知智能和人工智能的優(yōu)劣勢對比主要可以分為四大方面： 第一：時代發(fā)展不同。人工智能是智能時代發(fā)展的第二個階段，認知智能是智能時代發(fā)展的第三個階段。時代發(fā)展上決定了認知智能更顯具有時代領先性。 第二：基礎理論體系不同。人工智能的基礎理論體系以數(shù)學為基礎，以統(tǒng)計概率體系為基礎。認知智能基礎理論體系以交叉許可理論體系為基礎。包含古今中外哲學體系，心理學體系，邏輯學體系，語言學體系，符號學體系，數(shù)學體系等學科。其基礎理論體系更加具有創(chuàng)新性，突破性和領先性。且交叉學科理論體系的研究也是未來智能發(fā)展的大方向。其具體理論體系，還包含三體論（宇宙，信息，大腦三者關系），融智學，和HNC等。 第三：技術體系不同。人工智能的核心技術體系主要是算法，機器學習，深度學習，知識圖譜等。其主要功用在感知智能。感知智能其核心主要是在模仿人類的感知能力。認知智能的核心技術體系是以交叉學科理論體系而衍生出來的。具體包含三大核心技術體系，認知維度，類腦模型和萬維圖譜。認知智能的技術體系核心以類腦的認知體系為基礎。以全方位模仿類腦能力為目標。人工智能以感知智能為基礎的體系，只能作為認知智能中的類腦模型技術體系中的感知層技術體系。類腦模型大致包含，感知層，記憶層，學習層，理解層，認知層，邏輯層，情感層，溝通層，意識層等9大核心技術層。因此人工智能的核心只是作為認知智能類腦模型中的感知層。因此在技術體系上，人工智能和認知智能基本上沒有太多的可比性。 第四：智能度成本等方面的不同：人工智能產(chǎn)品的綜合智能程度，普遍在2-3歲左右的智力水平。認知智能產(chǎn)品其智能程度大致在5-8歲左右。認知智能體系構建的機器人更加智能。且更省時間，更省人力和資金。優(yōu)勢非常多。具體請看下列的逐項對比。
道翰天瓊CiGril機器人API
道翰天瓊CiGril認知智能機器人API用戶需要按步驟獲取基本信息：
開始接入
請求地址：http://www.weilaitec.com/cigirlrobot.cgr
請求方式：post
請求參數(shù)：
| 參數(shù) | 類型 | 默認值 | 描述 |
| userid?? | String?? | 無 | 平臺注冊賬號 |
| appid?? | String?? | 無 | 平臺創(chuàng)建的應用id |
| key?? | String?? | 無 | 平臺應用生成的秘鑰 |
| msg?? | String?? | "" | 用戶端消息內容 |
| ip?? | String?? | "" | 客戶端ip要求唯一性,無ip等可以用QQ賬號，微信賬號，手機MAC地址等代替。 |
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接口連接示例：http://www.weilaitec.com/cigirlrobot.cgr?key=UTNJK34THXK010T566ZI39VES50BLRBE8R66H5R3FOAO84J3BV&msg=你好&ip=119.25.36.48&userid=jackli&appid=52454214552
注意事項：參數(shù)名稱都要小寫，五個參數(shù)不能遺漏，參數(shù)名稱都要寫對，且各個參數(shù)的值不能為空字符串。否則無法請求成功。userid,appid,key三個參數(shù)要到平臺注冊登錄創(chuàng)建應用之后，然后查看應用詳情就可以看到。userid就是平臺注冊賬號。
示例代碼JAVA：
import java.io.ByteArrayOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.net.HttpURLConnection;
import java.net.URL;
public class apitest {
?? ?/**
?? ? * Get請求，獲得返回數(shù)據(jù)
?? ? * @param urlStr
?? ? * @return
?? ? */
?? ?private static String opUrl(String urlStr)
?? ?{?? ??? ?
?? ??? ?URL url = null;
?? ??? ?HttpURLConnection conn = null;
?? ??? ?InputStream is = null;
?? ??? ?ByteArrayOutputStream baos = null;
?? ??? ?try
?? ??? ?{
?? ??? ??? ?url = new URL(urlStr);
?? ??? ??? ?conn = (HttpURLConnection) url.openConnection();
?? ??? ??? ?conn.setReadTimeout(5 * 10000);
?? ??? ??? ?conn.setConnectTimeout(5 * 10000);
?? ??? ??? ?conn.setRequestMethod("POST");
?? ??? ??? ?if (conn.getResponseCode() == 200)
?? ??? ??? ?{
?? ??? ??? ??? ?is = conn.getInputStream();
?? ??? ??? ??? ?baos = new ByteArrayOutputStream();
?? ??? ??? ??? ?int len = -1;
?? ??? ??? ??? ?byte[] buf = new byte[128];
?? ??? ??? ??? ?while ((len = is.read(buf)) != -1)
?? ??? ??? ??? ?{
?? ??? ??? ??? ??? ?baos.write(buf, 0, len);
?? ??? ??? ??? ?}
?? ??? ??? ??? ?baos.flush();
?? ??? ??? ??? ?String result = baos.toString();
?? ??? ??? ??? ?return result;
?? ??? ??? ?} else
?? ??? ??? ?{
?? ??? ??? ??? ?throw new Exception("服務器連接錯誤！");
?? ??? ??? ?}
?? ??? ?} catch (Exception e)
?? ??? ?{
?? ??? ??? ?e.printStackTrace();
?? ??? ?} finally
?? ??? ?{
?? ??? ??? ?try
?? ??? ??? ?{
?? ??? ??? ??? ?if (is != null)
?? ??? ??? ??? ??? ?is.close();
?? ??? ??? ?} catch (IOException e)
?? ??? ??? ?{
?? ??? ??? ??? ?e.printStackTrace();
?? ??? ??? ?}
?? ??? ??? ?try
?? ??? ??? ?{
?? ??? ??? ??? ?if (baos != null)
?? ??? ??? ??? ??? ?baos.close();
?? ??? ??? ?} catch (IOException e)
?? ??? ??? ?{
?? ??? ??? ??? ?e.printStackTrace();
?? ??? ??? ?}
?? ??? ??? ?conn.disconnect();
?? ??? ?}
?? ??? ?return "";
?? ?}
?? ?
?? ?
?? ?public static void main(String args []){?? ??? ?
?? ??? ???? //msg參數(shù)就是傳輸過去的對話內容。?? ??? ??? ?
?? ??? ???? System.out.println(opUrl("http://www.weilaitec.com/cigirlrobot.cgr?key=UTNJK34THXK010T566ZI39VES50BLRBE8R66H5R3FOAO84J3BV&msg=你好&ip=119.25.36.48&userid=jackli&appid=52454214552"));
?? ??? ??? ?
?? ?}
}
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總結
以上是生活随笔為你收集整理的脑机接口新进展！即插即用，不用每天校准的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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