我國(guó)首個(gè)腦機(jī)接口綜合性開源軟件平臺(tái)正式發(fā)布

2022 年11 月19 日，我國(guó)首個(gè)腦機(jī)接口綜合性開源軟件平臺(tái)MetaBCI 于第四屆天津腦—機(jī)接口研討會(huì)上正式發(fā)布。據(jù)悉，該平臺(tái)由天津大學(xué)、中電云腦、燧世智能等單位聯(lián)合開發(fā)，不僅填補(bǔ)了我國(guó)通用腦機(jī)接口領(lǐng)域面向開源生態(tài)自主研發(fā)的軟件空白，更為腦機(jī)接口技術(shù)的跨團(tuán)隊(duì)協(xié)作創(chuàng)新提供了一個(gè)基礎(chǔ)的開放平臺(tái)。

腦—機(jī)接口技術(shù)被譽(yù)為人腦與外界溝通交流的“信息高速公路”，是公認(rèn)的新一代人機(jī)交互和人機(jī)混合智能的關(guān)鍵核心技術(shù)。構(gòu)建一套完整的腦機(jī)接口系統(tǒng)，既需要硬件支撐也需要軟件支持。其中，軟件內(nèi)容涉及視聽覺刺激呈現(xiàn)、數(shù)據(jù)讀取與預(yù)處理、數(shù)據(jù)分析與解碼、在線反饋等多個(gè)關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)。目前國(guó)際上已公開的腦機(jī)接口軟件工具包大多只面向某一個(gè)單獨(dú)環(huán)節(jié)，因此，開發(fā)者通常需要對(duì)多個(gè)軟件進(jìn)行組合使用，這不僅讓業(yè)內(nèi)人員增加了研發(fā)成本和周期，更提高了跨領(lǐng)域合作和初學(xué)者的技術(shù)門檻，不利于腦機(jī)接口技術(shù)的快速迭代發(fā)展。

MetaBCI平臺(tái)基于國(guó)際通行開源語(yǔ)言Python編寫，規(guī)范了腦機(jī)接口數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與預(yù)處理流程，開發(fā)了通用的解碼算法框架，利用雙進(jìn)程和雙線程提高在線系統(tǒng)的實(shí)時(shí)效率，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)用戶大腦意圖的誘發(fā)、獲取、分析和轉(zhuǎn)換等全流程處理。平臺(tái)共包含376 個(gè)類和函數(shù)，兼容14 種BCI 公開數(shù)據(jù)集，涵蓋16 種數(shù)據(jù)分析方法和53 種腦機(jī)解碼模型，其全部代碼已在全球最大的開源編程及代碼托管網(wǎng)站GitHub 公開共享，并配套使用說明手冊(cè)，為全球腦機(jī)接口開發(fā)者、愛好者提供平臺(tái)級(jí)的技術(shù)支持。

該項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人、天津大學(xué)醫(yī)學(xué)工程與轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)研究院副院長(zhǎng)許敏鵬介紹，MetaBCI 平臺(tái)基本架構(gòu)包含三大模塊。其中，面向離線分析需求的Brainda平臺(tái)，統(tǒng)一了現(xiàn)有公開數(shù)據(jù)集接口，集成多種主要BCI數(shù)據(jù)分析方法及解碼算法，以此提高研究者的算法開發(fā)效率；面向刺激呈現(xiàn)需求的Brainstim 平臺(tái)，通過提供簡(jiǎn)潔高效的范式設(shè)計(jì)模塊，可快速創(chuàng)建腦機(jī)接口范式刺激界面；面向在線開發(fā)需求的Brainflow 平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)高速的數(shù)據(jù)讀取、數(shù)據(jù)處理、結(jié)果反饋等功能，顯著降低了腦機(jī)接口在線系統(tǒng)的技術(shù)門檻。