機(jī)器之心報道

機(jī)器之心編輯部

把意識上傳到云端，用深度學(xué)習(xí)來分析。

戴上腦電帽，一個人就可以僅靠「意念」打字、控制輪椅、指揮機(jī)械手，甚至調(diào)整無人機(jī)姿態(tài)……這些技術(shù)的算法，正在一場前沿的競賽中獲得前所未有的提升。

上周日，來自全國各大高校的選手在北京亦創(chuàng)國際會展中心舉行的「世界機(jī)器人大賽」上完成了決賽比拼。在多項賽事中，BCI 腦控機(jī)器人大賽「騰訊云杯」技術(shù)賽成為了一大看點(diǎn)：今年增設(shè)的競賽組別包括圖靈腦機(jī)測試、MATLAB 青年組項目等， 為大賽帶了更多的可能性。

比賽決出了「腦控打字」挑戰(zhàn)賽最終的冠軍，在今年挑戰(zhàn)難度顯著增加的情況下，來自中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）的胡炫燁選手實現(xiàn)了 285 秒輸入 81 個字符的成績，腦控輸入速度達(dá)到手動輸入的一半。

在昨天下午的頒獎儀式上，華中科技大學(xué)所在的 HUST_XS_ZJ 賽隊獲得了 BCI 腦控機(jī)器人大賽「騰訊云杯」技術(shù)賽的綜合一等獎。

BCI 腦控機(jī)器人大賽「騰訊云杯」技術(shù)賽專家委員會主任&清華大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程系教授高上凱、騰訊教育商務(wù)總經(jīng)理羅盛為獲獎?wù)哳C獎。

選手們在比賽中展現(xiàn)的能力，讓我們可以開始想象：腦機(jī)接口（Brain Computer Interface，簡稱 BCI）成為日常生活一部分會是什么樣子。

云端比賽，讓前沿技術(shù)成為現(xiàn)實

腦機(jī)接口是通過生物電信號實現(xiàn)直接人機(jī)交互的方法，作為計算機(jī)科學(xué)、神經(jīng)科學(xué)的前沿領(lǐng)域，最近因為幫助漸凍癥患者交流，以及馬斯克的創(chuàng)業(yè)公司 Neuralink 而被人們所熟知。

但不論是植入人體的「探針」還是頭戴式的腦電帽，對于復(fù)雜的人腦來說，可識別的程度還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。通過深度學(xué)習(xí)等算法，人們近年來實現(xiàn)了不少腦機(jī)接口的技術(shù)突破，它也成為了機(jī)器人領(lǐng)域「奧林匹克」——世界機(jī)器人大賽的比賽項目。

本次 BCI 腦控機(jī)器人大賽「騰訊云杯」技術(shù)賽以未來腦機(jī)接口實用系統(tǒng)為背景，從 SSVEP、P300、運(yùn)動想象、情感識別、腦機(jī)圖靈測試五個方向設(shè)置了技術(shù)賽題吸引了全國 26 個省市和 3 個海外國家超 250 支隊伍 參與，其中 C9 大學(xué)占比達(dá)到 89%。

具體來說，這其中既有多目標(biāo)鍵盤拼寫、圖像內(nèi)容判斷、運(yùn)動想象等賽題，也有通過腦機(jī)接口判斷人類情緒的比賽。今年新增的「腦機(jī)圖靈測試賽」則要求參賽者通過算法識別虛擬足球賽事中，操作者是人類還是機(jī)器。

值得一提的是，腦控機(jī)器人大賽并不像傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)競賽一樣存在固定的數(shù)據(jù)集——選手們需要面對的是現(xiàn)場實時生成采集到的數(shù)據(jù)，賽會需要根據(jù)計算結(jié)果的準(zhǔn)確率和效率進(jìn)行實時排名。這既保證了公平性，也保證了比賽所用算法的實用程度。

除此之外，各科研團(tuán)隊也在大會上進(jìn)行了研究成果展示，所涉及的技術(shù)包括與腦相關(guān)的醫(yī)學(xué)信號處理技術(shù)，覆蓋腦控機(jī)械臂、腦控輪椅、腦控 VR/AR、腦控游戲等領(lǐng)域。

現(xiàn)場觀眾在大賽現(xiàn)場親自感受腦控技術(shù)帶來的全新體驗。

競賽環(huán)節(jié)同樣也具有真實的探索意義：比賽得到的數(shù)據(jù)作為我國腦機(jī)接口領(lǐng)域現(xiàn)階段重要研究成果被全程記錄，技術(shù)賽決賽數(shù)據(jù)和有關(guān)算法分析文章將收錄在清華大學(xué)的 Brain Science Advances ?？小?/p>

前沿的腦機(jī)接口算法之外，支撐本次比賽的算力平臺也得到了賽會和參賽者的一致好評。在這場全球機(jī)器人頂級賽事中騰訊科研云解決方案所提供的公有云服務(wù) ，讓選手們可以毫無顧忌地施展拳腳。

為滿足遠(yuǎn)程參賽、算法應(yīng)用深度學(xué)習(xí)等需求 ，今年的比賽報名、賽題發(fā)布、數(shù)據(jù)建模、算法訓(xùn)練、算法驗證等流程首次被放在了公有云上，比賽參與者規(guī)模一下子提升了超過 50%。過去，賽會需要花費(fèi)數(shù)月準(zhǔn)備時間來搭建賽事系統(tǒng)且只能支撐十幾支隊伍本地參賽，而在今年，賽事系統(tǒng)十幾天便完成上云改造，對接騰訊云公有云算力靈活服務(wù) 250 多支隊伍。

「因為疫情，去年有一些團(tuán)隊無法參加決賽，今年問題得到了解決?！笲CI 腦控機(jī)器人大賽「騰訊云杯」技術(shù)賽專家委員會副主任、清華大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程系教授高小榕表示。「利用公有云新模式，比賽參與的門檻降低了，這對腦機(jī)接口技術(shù)的推廣起到了促進(jìn)作用?！?/p>

BCI 腦控機(jī)器人大賽「騰訊云杯」技術(shù)賽專家委員會副主任、清華大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程系教授高小榕在比賽現(xiàn)場進(jìn)行分享。

支持腦控機(jī)器人大賽對于騰訊云來說是一次「小實踐」：騰訊云的服務(wù)器資源目前已遍布全球 27 個國家和地區(qū)，是擁有產(chǎn)品品類最多的云服務(wù)商之一。

做面向科研的云，讓專業(yè)更專業(yè)

深度學(xué)習(xí)算法是處理海量腦電數(shù)據(jù)，提升建模效率、效果的有效方式。騰訊云 GPU 云主機(jī)幫助比賽首次支持了深度學(xué)習(xí)的算法訓(xùn)練模式，讓參賽團(tuán)隊可以應(yīng)用最為領(lǐng)先、最具創(chuàng)意的想法，獲得更好的成績。參賽師生形象地打了個比方——就像是花樣游泳選手從「小水塘」換到了「水立方」，有了更好的施展空間。

對于高校和科研機(jī)構(gòu)的日常應(yīng)用來說，自建本地化數(shù)據(jù)中心和系統(tǒng)經(jīng)常會遇到資源總量有限、共享機(jī)制不完善，科研資源申請排隊等現(xiàn)象。騰訊科研云解決方案提供的能力可以為科研團(tuán)隊提供隨取隨用、隨地可用的海量計算資源、靈活應(yīng)對大規(guī)模，突發(fā)式的科研項目需求，有效縮短了計算時間。

參賽選手在BCI腦機(jī)接口大賽決賽現(xiàn)場。

騰訊科研云解決方案還融入在互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品中積累的海量數(shù)據(jù)處理和 AI 技術(shù)能力，為科研團(tuán)隊打造了易用的科研分析平臺，讓不擅長代碼的科研人員也可以通過可視化交互、模塊調(diào)取的方式快速上手展開工作。

「在一些典型科研場景下，騰訊云的 SaaS 化科研業(yè)務(wù)系統(tǒng)可以將人們需要的專業(yè)應(yīng)用、算法模型，與騰訊云的基礎(chǔ)硬件架構(gòu)、平臺產(chǎn)品高度集成，」騰訊云副總裁、騰訊教育副總裁王濤表示?！冈隍v訊云的幫助下，科研人員打開系統(tǒng)即可開始工作，不需要耗時耗力地自主部署科研實驗環(huán)境，大幅降低了應(yīng)用門檻。同時我們也專門為高校開發(fā)者提供騰訊云認(rèn)證培訓(xùn)和學(xué)習(xí)的服務(wù)，幫助高?？蒲袌F(tuán)隊提升云技術(shù)的應(yīng)用能力」。

騰訊科研云解決方案、異構(gòu)計算、優(yōu)圖實驗室相關(guān)團(tuán)隊負(fù)責(zé)人在大賽現(xiàn)場分享云計算對科研的支持。

當(dāng)然，在使用騰訊云時，人們還可以方便地應(yīng)用騰訊會議、騰訊文檔、騰訊問卷、TAPD、企業(yè)微信等全家桶產(chǎn)品，方便科研團(tuán)隊的內(nèi)外溝通、項目過程管理，高效采集數(shù)據(jù)。

用腦機(jī)接口改變生活

這次比賽的成果預(yù)示了未來應(yīng)用的方向。據(jù)介紹，這次比賽的算法均可以被直接轉(zhuǎn)化為云服務(wù)，通過 5G 網(wǎng)絡(luò)連接進(jìn)行實時的腦電分析，讓腦機(jī)接口進(jìn)入到日常生活中，改變我們的生活。

在專家和賽事參與者們看來，腦機(jī)接口最接近應(yīng)用的的方向包括預(yù)防兒童弱視——通過與 AR、VR 等技術(shù)的結(jié)合，AI 系統(tǒng)可以持續(xù)監(jiān)測，避免兒童用眼過度。另外，腦機(jī)接口也可以讓數(shù)字處方的設(shè)想成為現(xiàn)實——通過腦機(jī)接口識別情緒，計算機(jī)可以即時提供建議，提升人們的心理健康水平。此外，殘疾人士也可以利用腦機(jī)接口控制輪椅，完成意念打字。

騰訊科研云團(tuán)隊表示，這次世界機(jī)器人大賽后，還將對支持比賽的技術(shù)進(jìn)行功能擴(kuò)展與迭代，讓業(yè)務(wù)系統(tǒng)可以被學(xué)校和科研團(tuán)隊使用。

「只要把賽事中的場景稍微變化一下，我們就馬上可以把這些技術(shù)落地成為醫(yī)療服務(wù)，」高小榕說道?！肝磥恚品?wù)廠商可以幫助我們把腦機(jī)接口等技術(shù)通過云服務(wù)提升，更快地推向應(yīng)用，新技術(shù)有望為病人提供幫助。」

第一款大規(guī)模落地的腦機(jī)接口應(yīng)用，或許就會是騰訊云的技術(shù)。