作者:董玥欣 陈彬 来源:中国科学报 发布时间:2022/11/20 16:06:24
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我国首个脑机接口综合性开源软件平台正式发布

 

 

提供一站式脑机接口信息处理支持、支撑多中心脑机接口研究的互联互通……11月19日,我国首个脑机接口综合性开源软件平台MetaBCI于第四届天津脑-机接口研讨会上正式发布。

据悉,该平台由天津大学、中电云脑、燧世智能等单位联合开发,不仅填补了我国通用脑机接口领域面向开源生态自主研发的软件空白,更为脑机接口技术的跨团队协作创新提供了一个基础的开放平台。

脑—机接口技术被誉为人脑与外界沟通交流的“信息高速公路”,是公认的新一代人机交互和人机混合智能的关键核心技术。构建一套完整的脑机接口系统,既需要硬件支撑也需要软件支持。其中,软件内容涉及视听觉刺激呈现、数据读取与预处理、数据分析与解码、在线反馈等多个关键技术环节。目前国际上已公开的脑机接口软件工具包大多只面向某一个单独环节,因此,开发者通常需要对多个软件进行组合使用,这不仅让业内人员增加了研发成本和周期,更提高了跨领域合作和初学者的技术门槛,不利于脑机接口技术的快速迭代发展。

MetaBCI平台架构介绍。天津大学供图

MetaBCI平台基于国际通行开源语言Python编写,规范了脑机接口数据结构与预处理流程,开发了通用的解码算法框架,利用双进程和双线程提高在线系统的实时效率,能够实现对用户大脑意图的诱发、获取、分析和转换等全流程处理。平台共包含376个类和函数,兼容14种BCI公开数据集,涵盖16种数据分析方法和53种脑机解码模型,其全部代码已在全球最大的开源编程及代码托管网站GitHub公开共享,并配套使用说明手册,为全球脑机接口开发者、爱好者提供平台级的技术支持。

该项目技术负责人、天津大学医学工程与转化医学研究院副院长许敏鹏介绍,MetaBCI平台基本架构包含三大模块。其中,面向离线分析需求的Brainda平台,统一了现有公开数据集接口,集成多种主要BCI数据分析方法及解码算法,以此提高研究者的算法开发效率;面向刺激呈现需求的Brainstim平台,通过提供简洁高效的范式设计模块,可快速创建脑机接口范式刺激界面;面向在线开发需求的Brainflow平台,实现了实时高速的数据读取、数据处理、结果反馈等功能,显著降低了脑机接口在线系统的技术门槛。

基本MetaBCI平台进行稳态视觉诱发电位脑机接口实验。天津大学供图

中国电子信息产业集团数据科学家、中电云脑科技有限公司总经理程龙龙表示,MetaBCI平台的幕后研发团队是一支由青年教师、企业工程师和硕博士学生骨干共同组成的产学研联合攻关青年军。未来,该团队将继续致力于MetaBCI平台的升级、进化、迭代,推动形成共研共用共建的开放业态,开辟新领域新赛道,不断增强我国脑机接口领域研究的全球竞争力,塑造新动能新优势,持续推动新一代脑机智能快速发展。

 
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