天津大學與清華大學聯合攻克腦機“雙環路”互學習核心技術
近年來，腦機接口技術取得了顯著進展，為生物智能與機器智能融合開辟了廣闊前景。但傳統腦機接口面臨腦電信號非平穩特性和系統長期適應能力弱的難題，限制了其實用化發展。
針對這一挑戰，天津大學與清華大學聯合研究團隊突破性地提出了“雙環路腦機協同演進框架”。該框架創新性地將認知神經科學、人工智能和微電子技術相結合，實現了腦與機的雙向交互學習，促進腦機智能的協同演進。
憶阻器神經形態器件助力高效交互
研究團隊采用憶阻器神經形態器件作為腦機接口的核心元件。憶阻器是一種具有記憶和運算功能的新型電子器件，其電阻值可根據輸入信號的變化而動態調節。利用憶阻器的這一特性，研究團隊構建了基于憶阻器的腦電解碼器。
該解碼器具有自適應和可進化能力，能夠隨著腦電信號的變化實時更新其權重矩陣，從而實現對腦電信號的高精度解碼。同時，解碼器還可以根據任務需求對自身結構進行動態優化，提高腦機交互效率。
雙環路協同演進，提升系統性能
在“雙環路腦機協同演進框架”中，腦與憶阻器神經形態器件構成了兩個相互聯系的學習環路。
腦學習環路：大腦接收機器反饋信息，通過神經可塑性調節其活動模式，優化與機器交互的腦電信號。
機學習環路：憶阻器神經形態器件實時更新自身權重矩陣，提高對腦電信號的解碼精度，為大腦提供更準確的反饋信息。
通過雙環路的協同作用，腦與機可以相互促進，共同優化系統性能。
實驗驗證，性能大幅提升
研究團隊在無人機操控任務中對新系統進行了實驗驗證。結果表明，與傳統腦機接口相比，該系統具有以下顯著優勢：
* 解碼速度大幅提升，能耗顯著降低。
* 在長時程交互實驗中，系統性能保持穩定，準確率提升約20%。
* 腦與憶阻器解碼器實現互適應，有效提高了腦機交互效率。
該研究成果為腦機接口技術的實用化奠定了堅實基礎。研究團隊表示，未來將進一步拓展該系統在其他場景中的應用，例如康復輔助、神經調控等領域，推進腦機接口技術在生物醫學、人機交互等領域的廣泛應用。
專家點評
天津大學腦機海河實驗室教授許敏鵬表示，這項研究創新性地提出了腦機共演進的思想，通過雙環路協同學習機制，實現了腦與機器的互適應、互學習。該成果為未來腦機接口系統的發展提供了重要的理論基礎與技術支撐。
清華大學集成電路學院教授鄧超表示，該研究將憶阻器神經形態器件與腦機交互相結合，突破了傳統腦機接口的性能瓶頸。該系統具有自適應、可進化等特點，為腦機接口技術的下一代發展指明了方向。
業內專家普遍認為，這項研究在腦機接口領域具有里程碑意義，有望加速腦機技術從實驗室走向實際應用，為人類與機器交互開辟全新的篇章。