国际首创！空工大科研团队让“意念控制超材料”成为现实？
2022-06-25 09:43:45   来源：一闻网   评论：0 点击：

 

　　“阿凡达”的世界要成真了？

 

　　科幻电影《阿凡达》中，人类通过脑电波控制可以掌控克隆外星人“阿凡达”的躯体。这部电影，引发了人们对于脑波控制的普遍关注。

 

　　当下，“意念控制”是很多科学家热衷研究的领域，即通过大脑指令操纵强大的机器，将大脑智慧和机器合二为一。
 

 

　　近期，大学屈绍波教授、王甲富教授、朱瑞超博士等人，在全球范围首次提出了用意念控制超材料，以实现对电磁波远程控制的构架，并将工作以研究文章《Remotely Mind-controlled Metasurface via Brainwaves》首发于国内卓越计划高起点新刊《eLight》中。

 

　　该成果一经发表，受到包括新华网、美国科学促进会AAAS、Genetic Engineering & Biotechnology News在内的多家学界媒体广泛关注。
 

 

《Science》杂志主办方美国科学促进会AAAS报道

 

 

　　脑机接口（Brain-Computer Interface, BCI）的概念对大家并不陌生，这是一种涉及神经科学、信号检测、信号处理、模式识别等学科的交叉技术。
 

 

　　简单来说，脑机接口就是人脑和机器连接起来的一条“通路”，其连接方式多种多样，本项目中使用的是脑电波转化电信号的方式，这是目前最常用的脑机连接方式。不同于我们想象中满是电路与传感器的大型设备，小编在体验中发现，团队使用的采集设备仅仅通过三根干电极线路就能够完成工作，这样精简的设备框架，推动着“意念控制”工程化进展。

 

 

　　“超材料（ Metamaterials ）是一种由亚波长尺度的结构基元按照特定的空间排布构成的新型人工结构功能材料，具有自然材料所不具备的奇异特性，通过调节超材料的结构参数可以实现对电磁波的自由调控，具体反映到这个项目中，是用可编程的编码超材料对电磁波进行数字化控制。”
 

 

　　通常来说，任何物质都是由分子、原子构成，不同分子、原子的排布方式都可以改变物质的性质。
 

　　类比自然界中的分子、原子，我们尝试构建一种“人造原子”，并对其进行特殊排序，所得到的新材料，称之为“超材料”，其具备天然材料所不具备的特殊性质，而这些性质主要通过设计人工结构进行实现。

 

 

　　该团队提出的脑电波意念控制超表面的框架是由传感器、控制器、执行器三个部分构成。
 

 

　　简单来讲，传感器就是脑电波提取模块，用以提取脑电波信号，并将其通过无线蓝牙信号发送至控制器；控制器接收脑电波信号并传输给执行器；执行器就是前文所提到的“超材料”。经过上述流程，我们就可以通过脑电波无线操控超材料，从而实现对电磁波的控制。

 

 

　　据悉，基于脑电波调控电磁波的方法在智能医疗、健康检测、残障人士服务、注意力监控等方面具有广泛的研究与应用价值，并且该架构为定向通信等方面提供新的技术支持。
 

 

　　在后续工作中，脑波控制可以与机器学习进一步结合，并扩展到其他大脑控制的功能性超表面中，实现深化分析脑波信号，更准确地判断出人脑意图。据悉，王教授团队所设计的脑波控制超表面系统在健康监测、5G/6G通信和智能传感器等领域具有潜在应用。（作者：苏力德、林佳徐、周云豪、黄李龙）