"komunikasi jiwa" tanpa wayar! Ahli akademik Cui Tiejun mengetuai pembangunan supersurface komputer otak baharu, fleksibel dan tidak invasif

Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, pengekodan metasurfaces telah mencapai kawalan masa nyata dan boleh atur cara bagi fungsi elektromagnet, manakala fungsi elektromagnet sebelumnya sama ada statik atau sangat terhad dalam tradisional peranti pasif. Walau bagaimanapun, metasurfaces tersebut masih memerlukan operasi manual.

Untuk mengesan dan membezakan secara langsung kehendak orang, saintis kemudiannya mencadangkan konsep antara muka otak-komputer (BCI), cuba menggunakan antara muka otak-komputer untuk Antara muka untuk mewujudkan komunikasi antara otak dan peranti memberikan perspektif baharu tentang kawalan permukaan meta boleh diprogramkan. Dengan mengumpul isyarat otak daripada "topi khas," antara muka otak-komputer boleh menyahkod kehendak pengendali dan menghantar arahan kepada objek terkawal tanpa memerlukan pengendali melakukan beberapa aktiviti otot yang kompleks.

Kini, pasukan Akademik Cui Tiejun dari Makmal Utama Gelombang Milimeter Negeri di Universiti Tenggara, bersama-sama dengan institusi penyelidikan saintifik seperti Universiti Teknologi China Selatan dan Universiti Nasional Singapura, telah melangkah lebih jauh. dan membangunkan metasurface otak-komputer elektromagnet (metasurface otak-komputer-elektromagnet, EBCM).

Menurut laporan, metasurface ini boleh mengawal sintesis maklumat dan penghantaran tanpa wayar secara fleksibel dan tidak invasif, menukar maklumat otak pengendali kepada isyarat electroencephalogram (EEG), dan kemudian kepada pelbagai arahan elektromagnet (EM). mencapai "komunikasi rohani" tanpa wayar antara dua pengendali.

Seperti yang ditunjukkan di bawah, monitor yang menunjukkan arahan yang berkaitan diletakkan di hadapan pengendali. Dengan hanya menerima arahan mudah, EBCM boleh memahami niat pengendali dan melaksanakan fungsi elektromagnet seperti pengimbasan rasuk visual, modulasi gelombang dan pengekodan corak.

Kertas penyelidikan yang berkaitan ialah "Komunikasi tanpa wayar terus minda manusia melalui platform metasurface otak-komputer-komputer yang tidak invasif" Masalah itu diterbitkan dalam jurnal saintifik eLight.

Para penyelidik berkata bahawa kajian ini menggabungkan ruang gelombang elektromagnet dengan antara muka otak-komputer, membuka arah baharu untuk penerokaan penyepaduan mendalam metasurfaces, kecerdasan otak manusia dan kecerdasan buatan, dan membantu membina penjanaan sistem metasurface Biointelligent.

Gunakan fikiran anda untuk mengeluarkan "HELLO"

Dalam kajian ini, pasukan penyelidik mereka bentuk dan secara eksperimen menunjukkan Komunikasi teks wayarles untuk EBCM.

Pasukan penyelidik menyediakan antara muka pengguna grafik teks (GUI) untuk pengendali antara muka otak-komputer, supaya butang visual boleh terus dikodkan ke dalam urutan pengekodan khusus yang terdiri daripada "0" dan "1".

Dalam percubaan, mod rasuk tunggal untung tinggi dan mod taburan rawak untung rendah digunakan untuk membezakan amplitud pantulan permukaan meta, sepadan dengan kod "1" (amplitud tinggi) dan " 0" (amplitud rendah).

Sebagai demonstrasi prototaip, penyelidik menunjukkan penghantaran teks tanpa wayar dari satu operator ke operator lain dalam sistem komunikasi EBCM.

Operator A, bertindak sebagai penghantar teks, menghantar surat dengan melihat secara visual butang aksara pada GUI EBCM. Apabila menyahkod huruf sasaran daripada isyarat EEG, urutan pengekodan berasaskan ASCII dilaksanakan pada FPGA untuk menukar mod perubahan masa, memanipulasi metasurface untuk menghantar maklumat ke ruang di mana ia diterima, dinyahmodulasi dan dibentangkan oleh EBCM Operator B.

Seperti yang ditunjukkan di bawah, pasukan penyelidik menunjukkan proses penghantaran wayarles 5 huruf "HELLO", skrin operator B perkataan "HELLO" berjaya dipaparkan pada skrin.

Dalam percubaan pengimbasan pancaran visual, pengendali secara langsung mencapai arah pengimbasan pancaran yang dikehendaki dengan melihat secara visual ke arah tertentu. Selepas mengesan EEG pengendali, EBCM boleh memaparkan corak pengekodan pelaksanaan arah pengimbasan rasuk yang berkaitan.

Selain itu, pasukan penyelidik juga menunjukkan proses pengekodan corak EBCM. Operator memasukkan kod yang diperlukan dengan menekan butang tertentu. Kod input yang dikesan oleh EBCM dipaparkan pada skrin sebagai petak kuning. Kod terakhir "C4" ialah arahan berhenti yang menamatkan proses pengekodan dan mengarahkan FPGA untuk mengira corak pengekodan akhir. Selepas itu, EBCM melaksanakan corak pengekodan yang dikira dan memaparkannya pada metasurface.

Eksperimen di atas menunjukkan bahawa pengendali tidak lagi memerlukan sebarang pergerakan yang melibatkan otot, tetapi hanya perlu merenung butang visual tertentu untuk rangsangan berterusan yang berkaitan, EBCM boleh Ini rangsangan diiktiraf dan ditukar kepada isyarat EM yang sepadan untuk komunikasi.

Apakah itu metasurface pintar?

Metasurface merujuk kepada bahan berlapis tiruan yang ketebalannya lebih kecil daripada panjang gelombang. Mengikut bentuk struktur dalam satah, metasurfaces boleh dibahagikan kepada dua jenis: satu dengan struktur halus subgelombang sisi, dan satu lagi dengan lapisan filem seragam. Metasurfaces boleh merealisasikan kawalan fleksibel dan berkesan bagi fasa gelombang elektromagnet, mod polarisasi, mod perambatan dan ciri-ciri lain.

Metasurface pintar ialah aplikasi penting bahan metamaterial dalam bidang komunikasi mudah alih Prinsip asasnya adalah untuk mengawal sifat elektromagnet bahan metamaterial melalui pengaturcaraan digital, menukar pantulan meresap dinding biasa terhadap gelombang elektromagnet angkasa, dan mencapai Kawalan pintar dan pembentukan pancaran gelombang elektromagnet angkasa, serta penggunaan kuasa yang rendah dan kos rendah, dijangka menjadi infrastruktur penting untuk rangkaian komunikasi mudah alih masa hadapan.

Seawal 2014, pasukan Academician Cui Tiejun telah menerajui dalam merealisasikan sistem perkakasan metasurface yang pintar, yang menetapkan duluan untuk mempromosikan aplikasi bahan metamaterial maklumat.

Pada Februari tahun ini, pasukan Academician Cui Tiejun dan rakan usaha sama mereka menggunakan metasurfaces yang dikodkan secara digital penghantaran berbilang lapisan untuk membina rangkaian neural difraktif sepenuhnya (Programmable Artificial Intelligence Machine, PAIM) yang boleh dilaraskan dalam masa nyata dan berjaya. dicapai Ia telah merealisasikan pengaturcaraan masa nyata dan ciri pengiraan kelajuan cahaya parameter rangkaian, dan menunjukkan pelbagai kes aplikasi, termasuk pengecaman imej, pembelajaran tetulang dan komunikasi pengekodan dan penyahkodan berbilang saluran Ia adalah kali pertama di dunia untuk melaksanakan dan menunjukkan rangkaian neural boleh laras pembelauan sepenuhnya dalam ruang gelombang mikro.

Sudah tentu, senario aplikasi metasurfaces jauh dari terhad kepada ini.

Sifat fizikal metasurfaces yang kaya dan unik serta keupayaannya untuk mengawal gelombang elektromagnet secara fleksibel boleh menjadikannya mempunyai prospek aplikasi yang penting dalam banyak bidang seperti teknologi siluman, teknologi antena, peranti gelombang mikro dan terahertz serta peranti optoelektronik.

Atas ialah kandungan terperinci "komunikasi jiwa" tanpa wayar! Ahli akademik Cui Tiejun mengetuai pembangunan supersurface komputer otak baharu, fleksibel dan tidak invasif. Untuk maklumat lanjut, sila ikut artikel berkaitan lain di laman web China PHP!