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頭戴小小設備，看著屏幕上閃爍的216鍵虛擬鍵盤，就能高速拼寫、意念打字——在世界智能大會現場，這“科幻”一幕成為現實。

5月18日，腦機交互與人機共融海河實驗室科研團隊在第七屆世界智能大會上正式發布具有完全自主知識產權的超大指令集高速率非侵入式腦機接口系統。該系統創造了目前非侵入式腦機接口最大指令集世界紀錄。

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科研人員操作超大指令集高速率非侵入式腦機接口系統 天津大學供圖

據介紹，“腦機接口技術”指在人腦與外部設備間建立直接連接通路，讓大腦與機器實現“對話”，是新一代人機交互、人機混合智能的關鍵核心技術。腦機接口技術主要分為侵入式和非侵入式：侵入式腦機接口技術安全風險和倫理問題不容忽視；而基于頭皮腦電控制的非侵入式腦機接口技術安全、便捷、高效，在消費級和產業化領域更具優勢。當前，超大指令集的高效編解碼是非侵入式腦機接口亟須突破的技術瓶頸之一。

腦機交互與人機共融海河實驗室科研團隊堅持自主創新，研發了時-頻-相混合多址的新型編碼范式，首次融合運動誘發電位、P300電位和穩態視覺誘發電位三種腦電特征，成功實現216鍵的高速拼寫操作，在線平均信息傳輸速率保持在300 bits/min以上，單指令平均輸出時間僅1.2秒。系統還集成漢語英語拼寫常用音節信息，支持中英文輸入法一鍵切換，滿足多場景、更靈活的操作需要。

“指令數量是反映非侵入式腦機接口核心能力的重要指標。”據腦機交互與人機共融海河實驗室主任助理、天津大學神經工程團隊教授許敏鵬介紹，國際上研究的指令集曾長期居于80指令以下，難以突破百量集的技術瓶頸。“天津大學神經工程團隊在這一領域多次打破世界紀錄：2019年率先研發了百指令集腦機接口系統，實現真正意義上的全鍵盤字符輸入，創造了當時最大指令集的世界紀錄。后來團隊又在國際上率先突破200指令大關，再次刷新世界紀錄。”

據了解，目前團隊已構建了從芯片、電極、算法到系統的國產全鏈條非侵入式腦機信息交互技術體系，腦電識別精度、控制指令數量和信息傳輸率三項核心指標達到國際最高水平。

腦機交互與人機共融海河實驗室是由天津市布局、依托天津大學設立的第六家海河實驗室。實驗室擁有無創腦機交互關鍵核心技術，布局了國際最大最全面的腦機交互專利池，腦電識別精度、控制指令數量和信息傳輸率三項核心指標均達到國際最高水平。