如果大家有印象，微軟有研發(fā)過一個機器人+ AR框架，基于HoloLens實現(xiàn)機器人操控交互。另外，正在積極研發(fā)軍工版微軟HoloLens的美國陸軍同樣有在探索“機器人+ AR”的協(xié)同作戰(zhàn)行動。

這種機器人+ AR的解決方案可以免除攜帶主機、鍵盤、控制器等多余硬件設備的需要，同時允許用戶直接在視場可視化各種數(shù)據(jù)信息，進一步優(yōu)化控制機器人的能力。

現(xiàn)在，隨著腦機接口BMI的迅速發(fā)展，業(yè)界開始探索直接通過意念+AR的方式來控制機器人。這對于一系列的領域都具有應用潛力，例如允許殘障人士通過意念控制輪椅或操作假肢等等。

這對于軍事領域同樣重要，因為現(xiàn)在無人機器的應用越發(fā)廣泛，但對于無人機器與士兵的協(xié)同作戰(zhàn)，任何多余的動作或言語都可能會暴露士兵的位置，并造成生命威脅。

所以在悉尼科技大學，研究人員正在與澳大利亞陸軍和國防創(chuàng)新中心合作，共同研發(fā)一種基于干式可穿戴腦機接口和微軟HoloLens的機器人控制方法。

腦機接口系統(tǒng)通常由三個模塊組成：外部感覺刺激、傳感接口和神經(jīng)信號處理單元。其中，傳感接口通過植入或可穿戴神經(jīng)傳感器（如腦電圖EEG電極）檢測皮層電活動，對人類意圖（頻率為~150 Hz的腦電波）進行編碼。

對于可穿戴神經(jīng)傳感器的方式，這與軍用頭盔十分相配，比如說基于微軟HoloLens的IVAS頭戴式硬件。

然而，傳統(tǒng)的可穿戴神經(jīng)傳感器依賴于在頭皮和頭發(fā)涂抹導電凝膠電解質(zhì)，而凝膠的使用會導致皮膚刺激、感染風險、過敏反應、以及由于凝膠逐漸干燥而不適合長期操作等問題。

由于具有非常薄的性質(zhì)，加上高導電性、生物相容性、耐腐蝕性和在汗液中的穩(wěn)定性，可以用作侵入性和非侵入性神經(jīng)接口的傳感器，諸如石墨烯和石墨烯衍生物這樣的二維納米材料非常適合作為腦機接口傳感器的電極材料。

然而，大多數(shù)基于二維材料的非侵入性傳感器通常由具有平坦表面的薄膜電極組成，并且不適用于頭皮有毛區(qū)域（為了測量來自頭部枕葉區(qū)域的EEG信號，傳感器需要放置在后腦勺，而這里通常存在頭發(fā)覆蓋）。

所以，澳大利亞悉尼科技大學的研究人員探索了一種亞納米厚外延石墨烯的三維微圖案傳感器，可用于檢測枕葉區(qū)域的腦電圖信號。實驗表明，這種干式外延石墨烯傳感器顯示出低阻抗的有效皮膚接觸，并且可以實現(xiàn)與濕式傳感器相當?shù)男旁氡取?/p>

然后，團隊將完整的腦機接口平臺aBRI與微軟HoloLens，以支持用戶通過AR+意念的方式來控制機器人。

具體來說，aBRI平臺由四個主要組件組成：接口設備，移動腦電圖系統(tǒng)，單板計算機，以及機器人系統(tǒng)。所有主要組件都通過傳輸控制協(xié)議/互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議進行通信。被試首先接受手機界面的培訓，以熟悉aBRI平臺和腦機接口應用程序。然后他們穿戴微軟HoloLens，并使用aBRI與Q-UGV機器人交互。

團隊表示：“我們的技術可以在兩秒內(nèi)發(fā)出至少九個命令。這意味著我們有九種不同的命令，操作員可以在這九種命令中選擇一種。我們同時探索了如何最大限度地減少來自身體和環(huán)境的噪音，以從操作員的大腦中獲得更清晰的信號。”

值得一提的是，據(jù)Techxplore報道，澳大利亞陸軍同樣測試了這項技術。其中，士兵使用腦機接口以免手免語音方式操作Ghost Robotics四足機器人，而準確率高達94%。

審核編輯黃宇