▲电影《阿凡达》剧照

近日，美国国防部高级研究计划署（DARPA）在2013年的预算报告中，披露了一项名为“阿凡达”的尖端军事科研项目，旨在打造一支通过远程控制人脑作战的“机器人军团”。消息一出，即引发全球关注。科幻电影《阿凡达》中的生物战士真要走进现实？美军有关脑控技术的研究进展如何？BCI技术将如何涂抹未来战神的面孔？请看科技日报特约专稿——

2010年，科幻电影《阿凡达》在全球上映。影片中，受伤的退役军人杰克靠意念远程控制其替身在潘多拉星球作战。3DIMAX版的画面效果，想象瑰奇、气魄恢弘的《阿凡达》，在带给观众的一场视觉盛宴的同时，也将尖端科技主导的战争以科幻形式呈现在人们面前。如今，从美国国防部高级研究计划署（DARPA）的预算报告中，我们发现，原来影片中出现的用意念控制“战士”作战，已经不再只是幻想。这就是BCI，又被称作直接神经接口技术，一种可能改变未来战争面貌的“脑—机”接口技术。

神秘的BCI究竟是什么

据了解，BCI技术有单双通道之分，单通道BCI技术只能在同一时刻用电脑接受大脑指令或向大脑发送指令，而双通道BCI技术则能在大脑和电脑之间同时建立起信息交互链路。目前，世界各国研发机构公开的成果，主要集中在单通道BCI技术领域，该技术通过直接采集来自大脑的神经生物学信号，并将其转换为输出指令,而不依赖正常的外围神经中枢和肌肉组织输出通道来实现指令传送。

追溯历史，我们发现BCI技术并不久远。1973年，美国科学家维达尔首次产生了BCI技术的概念萌芽，时隔4年后，其将BCI技术初步定义为：一种能反映大脑功能内在机理微观信息的计算机系统技术。与此同时，维达尔还以视觉刺激产生的视觉诱发电位（VEP）作控制信号，建立了一个操作者通过控制光标成功穿越二维迷宫的BCI技术系统。1988年，科学家法威尔和杜切尔利用P300事件相关电位（ERPS）实现了用大脑直接控制虚拟打字机的操作。1999年，第一次BCI国际会议给出了BCI的明确定义，即“脑—机”接口技术是一种不依赖于通常由外围神经和肌肉组成的传输通路的通讯系统技术。

BCI技术的内在原理是，当一个人的大脑在进行思维活动、产生意识（如动作意识）或受到外界刺激（如视觉、听觉等）时，伴随其神经系统运行的还有一系列电活动，这些脑电信号（EEG）可以通过特定的技术手段加以检测，然后再通过信号处理（特征提取、功能分类等），从中辨别出当事人的真实意图，并将其思维活动转换为指令信号，以实现对外部物理设备的有效控制。基于该原理，BCI技术系统像任何通讯及控制系统一样，由输入（如使用者的EEG信号）、输出（如控制外部设备的指令）、信号处理和转换等功能环节组成。

BCI技术系统的关键技术包括大脑神经生物信号采集技术、大脑神经生物信号处理技术及人机高效交互技术。一般BCI技术常用的输入信号是来自头皮或脑表面记录的EEG，以及大脑内记录的神经元电活动。信号处理环节就是通过对源信号进行适当的处理分析，把连续的模拟信号转换成用某些特征参数（如幅值、自回归模型的系数等）表示的数字信号，然后将提取到的上述特征参数利用分类器进行功能分类，从而产生操作驱动指令，通过物理传输装置实现与外界的有效交流。

“技术制胜”是美国军事战略思维的重要特征之一，不难理解，BCI技术的相关突破早已进入美国军方的视野。

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