記者17日從天津大學獲悉，該校腦機海河實驗室和清華大學集成電路學院聯合，開發出一款基于憶阻器神經形態器件的“雙環路”無創演進腦機接口系統。團隊還首次揭示了大腦電信號與解碼器在交互過程中如何進一步協同增強的奧秘，并成功實現了人腦對無人機的高效四自由度操控。相關成果刊發在國際學術期刊《自然·電子》上。

團隊在研究中首次提出“雙環路腦機協同演進框架”，并通過憶阻器神經形態器件構建了全新的腦機接口系統。在雙環路框架下，“機學習”環路中的憶阻器解碼器通過適應腦電信號波動完成解碼參數更新，“腦學習”環路中的任務相關腦電特征在“決策—反饋”循環的引導下不斷正向演化。相關算法基于128kb規模的憶阻器神經形態器件實現了硬件化部署，將腦電信號的多步計算過程優化為單步計算。

“相較于傳統純數字硬件方案，‘雙環路’腦機接口系統精度更高、能耗更低、能處理更復雜任務。”天津大學腦機海河實驗室許敏鵬教授舉例說，傳統無創腦機接口技術通常只能控制無人機進行簡單的二自由度飛行，研究團隊開發的“雙環路”腦機接口系統可高效支撐無人機完成上下、左右、前后、旋轉四自由度任務目標。

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