科学网—人工智能助力无创脑机接口性能提升，瘫痪患者成功操控机械臂
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2025-9-3 08:40
| 系统分类: 海外观察
人工智能助力无创脑机接口性能提升，瘫痪患者成功操控机械臂
将无创脑部设备与人工智能（ AI）相结合，可显著提升其性能。图片来源：Jean-Pierre Clatot/法新社（AFP）通过盖蒂图片社（Getty）提供
一项研究 [1]报告显示，一名局部瘫痪患者借助一款部分由人工智能控制的无创脑部设备，成功实现了对机械臂的操控。此外，该智能设备还让患者完成屏幕任务的效率，比单独使用设备时提升了3倍（注：原文“four times better”指效率为原来的4倍，即提升3倍）。
Brain–computer interface control with artificial intelligence copilots | Nature Machine Intelligence
脑机接口（ BCIs）通过捕捉大脑产生的电信号，对信号进行分析以判断使用者的意图，并将这些信号转化为具体指令。部分脑机接口需通过手术植入大脑，可直接记录脑内信号，因此通常比附着在头皮上的无创设备具有更高的准确性。
美国加州大学洛杉矶分校（ UCLA）从事人工智能与脑机接口研究的乔纳森·高（Jonathan Kao）及其团队，致力于提升无创脑机接口的性能。相关研究成果于本周发表在《自然-机器智能》（*Nature Machine Intelligence*）期刊上。
研究初期，团队对其研发的脑机接口进行了测试：让 4名受试者（1名瘫痪患者和3名健康人）操控电脑光标移动到屏幕上的特定位置。结果显示，4人在大多数情况下都能完成该任务。
当研究人员为设备添加人工智能 “辅助系统”后，受试者完成任务的速度更快，成功率也显著提高。乔纳森·高解释道：“配备辅助系统的设备无需解码大量脑活动信号，因为人工智能能直接推断使用者的意图。”他补充说：“这些辅助系统本质上是与脑机接口使用者协作，通过判断使用者希望达成的目标，协助其完成相应动作。”
研究人员还训练了一套人工智能辅助系统来控制机械臂，并要求受试者操控机械臂拾取彩色方块，再将其移动到桌面上的标记位置。结果显示，该瘫痪患者无法通过传统无创脑机接口完成这项任务，但在配备人工智能辅助系统的脑机接口帮助下，任务成功率达到了 93%。健康受试者在使用辅助系统后，完成任务的速度也有所提升。
改善生活质量
香港大学电气工程师刘正武（音译）也在研究如何利用人工智能提升脑机接口性能，他表示： “为无创脑机接口搭配人工智能辅助系统，是提升其性能的新方法。人工智能能与使用者协作，共同实现任务目标。”他认为，搭载人工智能辅助系统的脑机接口还能改善残障人士的生活质量：“这是构建更强大人机混合系统的有效途径。”
然而，澳大利亚墨尔本大学神经学家马克 ·库克（Mark Cook）指出，这类系统需要平衡人工智能与人类使用者的控制权——他曾参与全球首个针对癫痫患者的脑机接口“人体试验”[2]。“‘共享自主权’不能以牺牲使用者的自主权为代价，而且存在一种风险：人工智能的干预可能会忽视或误解使用者的真实意图。”他特别强调，当脑机接口用于控制假肢等外部设备时，这种风险更需警惕。
乔纳森 ·高对此表示认同，并指出“共享自主权”面临的挑战之一是：如何在为使用者提供帮助的同时，不剥夺其自主控制权。他透露，受试者并不接受人工智能可直接控制机械臂运动轨迹的脑机接口版本。他表示，未来仍有空间研发更精密的辅助系统，且有望将其整合到植入式脑机接口中。
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