“脑机接口”技术及其军事应用【权威资料】

To] 随着“脑机接口”技术的发展，智能家居、心控玩具、医疗康复等民用应用已经相对成熟。本文首先从技术的实现过程介绍了“脑机接口”技术的原理，然后展望了“脑机接口”技术在军事领域的应用。【关键词】脑机接口；大脑控制；军事应用 2014年巴西世界杯开幕式上，一名腰部以下瘫痪的少年在脑电波控制的机械外骨骼的帮助下，成功地在轮椅上站了起来，打进了世界杯的首球，向全球观众展示脑科学技术发展的魅力。科学来自幻想。电影《阿凡达》的主人公是一名瘫痪的前海军陆战队员，他用自己的思想通过头上的一个复杂装置来控制一个人造的“外星人”阿凡达。虽然潘多拉和阿凡达只是卡梅隆导演的虚构，但得益于“脑机接口”技术的创新发展，使用“想法”，即人脑的思维来控制外部已经不再是人类的幻想。对象。电影中的科幻场景已经开始走进我们的生活。“脑机接口”技术的原理是脑机接口（简称BCI），是人与外部设备之间建立的直接连接通路。脑机接口系统以头皮或皮层神经元记录的脑电活动为输入信号，然后对信号进行处理，识别人的意图，最后将人的思维活动转化为命令信号，实现对外部设备的控制以及与外界的交流。简单地说，脑机接口技术帮助人类用大脑直接控制被控对象。

1.1 收集脑电波信号 人脑是一个高度复杂的信息处理系统。据研究，人脑平均每天产生7万个想法，每次神经活动产生轻微放电，科学上称为脑电信号。EEG 信号可以通过脑电波技术测量。既然可以进行测量，就可以获取这些信号。脑电图采集有两种主要类型：侵入性和非侵入性。侵入式方法是将采集信号的电极直接植入大脑，容易获得脑电信号。但是，这种方法存在一个问题。当异物植入人脑组织时，大脑会产生排斥反应或炎症反应，所以不能植入太久。此外，随着时间的推移，信号会衰减。无创是将信号捕捉器设置在脑外，不会对人体造成外伤。脑电极帽是国际通用的。通过分布在头部表层皮肤上的敏感电极，精确观察脑电波的波动并记录数据。这种无创方式的优点是对人没有伤害，并且可以一直记录下来，但它的缺点是信号很微弱。无论是侵入式还是非侵入式，采集到的信号都是一些原始的脑电信号，不能用来直接控制外部设备。1.2 分析和处理信号需要在处理 EEG 信号之前进行预处理。脑电信号是一种微弱的低频电信号，只有百万分之一伏。因此，在进行有效的处理和分析之前，必须首先对信号进行放大。那么脑机接口技术几时可以实现，由于放大后的信号中还包含EEG信号范围之外的噪声和干扰，必须采用一定的算法去除噪声和干扰，才能提取出有用的信号。

这部分称为过滤。最后，对提取的有用脑电信号进行处理，识别人的意图，即分析采集到的脑电信号的特征。例如脑机接口技术几时可以实现，当一个人想向左走时，就会形成一个具有某种特征的脑电信号；当一个人想向右走时，就会形成另一个特征的信号。使用机器学习软件，可以通过训练提取出代表脑电信号不同含义的特征并存储在特征库中。下一次，当人们想到相同的动作时，他们会将提取的特征信号与已经存储在特征库中的特征数据进行匹配。如果它们是一致的，就可以清楚地定义人脑的意图。1. 3 控制指令转换 根据控制对象的不同，将识别出的脑电波信号转换为具体的控制指令。如果控制对象是无人机，则产生无人机的控制信号；若控制对象为地面机器人，则产生机器人的控制信号。无线传输信号对受控对象进行控制，受控对象可以是武器或人形机器人等。脑机接口是人与外部设备之间创建的直接通信路径。通过这条通路，人脑可以直接控制被控对象。“脑机接口”技术的军事应用 自1973年问世以来，脑机接口技术经过近半个世纪的发展，取得了多项突破。智能家居、心控玩具、医疗康复等应用相对成熟。在军事方面，根据目前的研究情况，未来使用脑机接口技术可以实现脑控。2.1 脑控武器 脑控武器，即武器装备按照人脑思维操作。机器界面实现大脑直接控制。1 脑控武器 脑控武器，即武器装备按照人脑思维操作。机器界面实现大脑直接控制。1 脑控武器 脑控武器，即武器装备按照人脑思维操作。机器界面实现大脑直接控制。

脑控已在国内外实验室成功实施，但尚未应用于战场。2013 年，英国研究人员开发了第一个用于控制航天器模拟器的“脑机接口”设备。戴在头上后，可以通过人脑思想控制飞船模拟飞行。在军队中，使用脑控设备，只需使用飞行员的意识，就可以在F-35战斗机飞行模拟器中操作战斗机。研究人员接下来的研究方向是直接用大脑来控制实际飞行。国内对脑机接口技术的研究与国际处于同一水平。他在国防科技大学视察期间，习主席强调，要大力推进科技进步和创新，加强自主创新团队建设，在前瞻领域占据一席之地。2013年，国防大学机电工程与自动化学院创新团队研制成功脑控汽车。汽车可以根据人脑的思维来启动、加速或减速或转弯。相信在未来，脑控战斗机、脑控装甲车、脑控枪械都可以实现。武器装备将实现“为所欲为”的智能化运行，让感知即决策，决策即攻击，极大地提高了装备的战斗力，引发了武器装备控制方式的革命。2.2脑控人形机器人 脑控人形机器人，即用人脑直接控制人形机器人。就像电影《阿凡达》中一样，用人脑来控制《阿凡达》是武器装备发展方向的全新智能。《自然》杂志在 2000 年报道说，从猴子大脑皮层获得的神经信号可以实时控制数千英里外的机器人。就像电影《阿凡达》中一样，用人脑来控制《阿凡达》是武器装备发展方向的全新智能。《自然》杂志在 2000 年报道说，从猴子大脑皮层获得的神经信号可以实时控制数千英里外的机器人。就像电影《阿凡达》中一样，用人脑来控制《阿凡达》是武器装备发展方向的全新智能。《自然》杂志在 2000 年报道说，从猴子大脑皮层获得的神经信号可以实时控制数千英里外的机器人。

本世纪初，美国投入大量资金用人类思想控制机器人士兵。2004年，美军资助数个实验室开展“脑控机器人”研究。2013年，美国国防部披露了一个名为“阿凡达”的研究项目，计划未来通过构想实现远程控制“机器战士”的能力，以替代战场上的士兵，执行各种作战任务。人脑控制人形机器人，人类用大脑控制机器人使用武器，从而在战场上实现无人化、智能化、零伤亡。“脑机接口”技术涉及神经科学、认知科学、控制科学、计算机科学、心理学等，是科学研究的前沿领域，近年来发展迅速。然而，科技的发展是一把双刃剑。当我们赋予武器更多智能时，我们必须考虑它对未来的影响。但是，我们仍然可以大胆预测，“脑机接口”技术在军事领域的应用，必将给未来的战争带来新的深刻变革。[参考文献]“战争”：未来战斗的新风格[J]. 安徽科技，2015，4.[责任编辑：田继杰] 文献：“脑机接口”技术及其军事应用 完整下载 完整阅读 全文 下载全文 阅读免费阅读和下载 阅读相关文献：