韩国已启动可实现人脑与外骨骼机器人之间双向交互的“下一代脑-机器人接口平台”研发。该平台的核心在于,通过大脑发出的信号实时控制机器人的动作,同时让机器人感知到的触觉与力量信息能够传回大脑。
韩国科学技术院25日表示,机械工程系Gong Gyeongcheol、Kim Jeong教授研究团队与Angel Robotics已着手开发全球首个双向“Brain-to-Robot”系统。该项目作为跨部门尖端医疗器械研发项目的旗舰课题推进,自今年4月启动,计划持续至2032年12月。
利用脑信号移动光标或控制智能手机的“脑接口技术”已进入人体临床阶段。目前,美国Neuralink和Synchron等全球企业正加快相关技术研发。
不过,现有技术在同时连接实际动作与感觉方面仍存在局限。由于脑信号究竟控制什么、又能接收何种感觉反馈并不明确,相关研究长期集中于信号解码技术的发展。
与此不同,“Brain-to-Robot”将外骨骼机器人直接作为控制对象。其开发目标是实现双向接口:用户的脑信号作为行为意图驱动机器人运动,同时将机器人感知到的地面反作用力(地面对脚的反推力)、关节扭矩(关节旋转力)以及触觉信息再次传回大脑。
双向“Brain-to-Robot”系统此前在全球范围内尚无公开报道,这也使此次研究有望成为脑接口技术的新转折点。
在“Brain-to-Robot”的开发过程中,韩国科学技术院研究团队将负责核心技术研发。Gong教授团队负责可穿戴机器人控制以及基于人工智能的动作意图解析技术开发,核心在于设计将机器人感知的感觉信息传递至Brain Chip(脑信号处理半导体)的躯体感觉接口(身体感觉传递系统)。Kim教授团队则负责开发可替代残障人士感知感觉的机器人皮肤,以及基于人工智能的躯体感觉解析技术。
上述研究团队还将推进基于人工智能的编码与解码算法开发,把脑信号转换为机器人控制指令,并将机器人感知到的感觉信息重新传回大脑。
主要课题是在实时处理中数百个通道的皮层信号(大脑皮层产生的神经信号)的同时,稳定维持极短延迟的闭环(closed-loop,即实时收发信号的循环控制结构)。
商业化工作将由Gong教授创办的Angel Robotics(KOSDAQ:455900)负责。最终,联合研究团队计划推进“Brain-to-Robot”从韩国食品药品安全处审批到实际普及的全周期商业化。
Gong教授表示:“‘Brain-to-Robot’将为四肢瘫痪残障人士提供一种全新的康复范式,使其能够在医院之外的日常生活中自主行走、抓取物品,甚至感受到指尖触感。”
研究团队强调,鉴于“Brain-to-Robot”是海内外此前均未尝试过的最高难度融合技术,长期安全性保障、临床验证以及审批体系建设必须与技术开发同步推进。团队还指出,为进入全球市场,还需系统设计安全性与有效性验证、临床证据积累、风险管理体系构建、脑信号数据保护与网络安全,以及伦理接受度审查等环节。
韩国科学技术院校长Lee Gwanghyeong表示:“‘Brain-to-Robot’旗舰课题是以韩国科学技术院研究团队为主轴推进的全球最高难度融合研究。我们将充分利用韩国科学技术院在脑接口、人工智能、半导体和机器人领域开展原始技术研究的优势,引领下一代‘Brain-to-Robot’技术创新。”
另一方面,Gong教授创办了步行辅助外骨骼机器人企业Angel Robotics,是可穿戴机器人领域的世界级研究者,并在国际Cybathlon(残障人士辅助技术国际大赛)中连续两次摘得金牌。Kim教授也因机器人皮肤技术研究获得“本月科学技术人奖”,被评价为世界级研究者。
目前,由这些教授带领的研究团队已组建联盟,正全面推进融合脑神经接口与外骨骼机器人的“Brain-to-Robot”平台研究。
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