脑机接口技术现状与发展——采访中国科学院半导体研究所王毅军研究员

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作者 张莹 张柏雯 王毅军 《微纳电子与智能制造》 2022年第3期5-7,共3页

脑机接口技术的发展实现了智能设备与人类多领域的沟通,已成为脑科学中重要的探索方向之一。在“中国脑计划”等一系列战略政策推动下,中国学者在脑机接口领域取得了令人瞩目的进展,逐步从单纯的科研学术探索走向应用转化落地。研制出... 脑机接口技术的发展实现了智能设备与人类多领域的沟通,已成为脑科学中重要的探索方向之一。在“中国脑计划”等一系列战略政策推动下,中国学者在脑机接口领域取得了令人瞩目的进展,逐步从单纯的科研学术探索走向应用转化落地。研制出高效、准确、稳定、安全和易用的核心技术,并深入至康复训练、生产制造、智能生活、教育娱乐等多个方面,是脑机接口技术发展的愿景目标。我国学者们在范式编解码、采集电极材料工艺等多个方面,研发水平已达到国际先进。在今后一段时期,脑机接口技术有望从技术上引发以人工智能为代表的革新,从应用场景中产生显著的社会效益,推动用前沿科技提高人类生活质量的进程。《微纳电子与智能制造》有幸采访到中国科学院半导体研究所王毅军研究员,为读者讲述脑机接口技术的前沿研究现状和未来发展展望。 展开更多

关键词 脑机接口 稳态视觉诱发电位 芯片 半导体电极

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无人自主智能系统技术前沿和发展趋势——访北京理工大学马宏宾教授

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作者 张莹 李琼 马宏宾 《微纳电子与智能制造》 2022年第4期2-6,共5页

随着《中国制造2025》的发布,我国将智能制造作为建设制造强国的有力手段。机器视觉作为人工智能领域的重要分支,在目标识别、产品检验、物体定位等方面得到广泛应用,对制造业的发展起到了重大促进作用。《微纳电子与智能制造》有幸采... 随着《中国制造2025》的发布,我国将智能制造作为建设制造强国的有力手段。机器视觉作为人工智能领域的重要分支,在目标识别、产品检验、物体定位等方面得到广泛应用,对制造业的发展起到了重大促进作用。《微纳电子与智能制造》有幸采访到北京理工大学教授马宏宾,为读者介绍机器视觉和智能系统领域的研究现状,以及机械臂、工业软件开发和工程应用方面的实践经验,分析领域内的技术挑战及未来的关注方向,并对国际自主智能机器人大赛(International Competition of Autonomous Running Robots)企业命题赛及我国智能制造的发展提出建议。 展开更多

关键词 智能系统 控制理论 机械臂 机器视觉 智能制造

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面向无人机航拍图像的目标检测研究综述 被引量：1

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作者 李琼 考月英 +1 位作者 张莹 徐沛 《图学学报》 CSCD 北大核心 2024年第6期1145-1164,共20页

随着无人机和计算机视觉技术的快速发展与深度融合,面向无人机航拍图像的目标检测研究受到越来越多的关注,已广泛应用于精准农业、动物监测、城市管理、应急救援等领域。与普通视角下拍摄的图像相比,无人机航拍图像具有视野更广、目标... 随着无人机和计算机视觉技术的快速发展与深度融合,面向无人机航拍图像的目标检测研究受到越来越多的关注,已广泛应用于精准农业、动物监测、城市管理、应急救援等领域。与普通视角下拍摄的图像相比,无人机航拍图像具有视野更广、目标尺寸显著缩小、视角和尺度灵活多变等特点,无法完全适用普通视角下的目标检测方法。基于此,首先详细回顾了普通视角下目标检测方法的研究进展,包括传统方法、深度学习方法和基于大模型的方法,随后综述了现有目标检测方法针对无人机航拍图像目标检测中的图像质量下降、尺度和视角变化、小目标检测难度大、复杂背景及遮挡、大视场中的不均衡,以及实时性要求高等6大难点问题提出的创新策略和优化方法。此外,归纳总结了无人机航拍图像目标检测数据集,并在2个具有代表性的数据集上对现有方法进行性能分析。最后,根据无人机航拍图像目标检测领域仍存在的问题,展望了未来可能的研究方向,为无人机航拍图像目标检测的发展和应用提供参考。 展开更多

关键词 无人机航拍图像 深度学习 计算机视觉 目标检测 多尺度目标

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视觉SLAM机器人中光束法平差优化芯片研究综述

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作者 莫霄睿 张惟宜 +4 位作者 年成 郭与时 牛丽婷 张柏雯 张春 《集成电路与嵌入式系统》 2024年第11期29-40,共12页

在视觉同时定位与地图构建(Visual Simultaneous Localization and Mapping,V SLAM)系统中,光束法平差(Bundle Adjustment,BA)是优化相机参数和三维点位置的重要环节。然而,由于BA计算复杂度高,实时性要求高,传统的计算平台难以满足高... 在视觉同时定位与地图构建(Visual Simultaneous Localization and Mapping,V SLAM)系统中,光束法平差(Bundle Adjustment,BA)是优化相机参数和三维点位置的重要环节。然而,由于BA计算复杂度高,实时性要求高,传统的计算平台难以满足高效计算的需求。近年来,专用硬件加速器的引入为BA优化提供了新的解决方案。本文综述了BA优化专用芯片的研究现状及发展趋势,主要涵盖了BA算法的应用场景、定义与基本原理;BA在现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Arrays,FPGA)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuits,ASIC)和图形处理单元(Graphics Processing Units,GPU)上的加速方法,以及这些加速器的发展趋势。此外,本文还探讨了BA加速器在技术实现中面临的挑战,并展望了其未来的发展方向。 展开更多

关键词 机器人芯片 同时定位与地图构建 光束法平差 硬件加速 专用芯片

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12英寸CMOS成套工艺公共研发平台建成,助力高校研究所成果实现产业化——访中国工程院院士,浙江大学微电子学院(微纳电子学院)吴汉明 被引量：2

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作者 张莹 吴汉明 《微纳电子与智能制造》 2022年第1期2-4,共3页

编者按:集成电路技术发展史上许多颠覆性突破都是通过产教融合推动得到产业化成果,浙江大学建设完成12英寸CMOS成套工艺公共研发平台,将从人才培养、协同创新等方面助力高校研究所成果实现产业化。《微纳电子与智能制造》有幸再次采访... 编者按:集成电路技术发展史上许多颠覆性突破都是通过产教融合推动得到产业化成果,浙江大学建设完成12英寸CMOS成套工艺公共研发平台,将从人才培养、协同创新等方面助力高校研究所成果实现产业化。《微纳电子与智能制造》有幸再次采访到吴汉明院士为读者阐述集成电路芯片制造工艺技术挑战、我国集成电路产业链的发展瓶颈以及集成电路“后摩尔时代”机会。在访谈中吴汉明院士表明了重视成熟工艺制程,提高芯片产能和国产芯片占比的观点;提出重视产业链的本土化,让制造产能实现增长,树立以产业技术为导向的创新文化等建议。 展开更多

关键词 集成电路 半导体 芯片 产业

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医疗康复中的脑机接口技术现状及发展——采访北京航空航天大学樊瑜波教授

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作者 张莹 张柏雯 樊瑜波 《微纳电子与智能制造》 2022年第3期2-4,共3页

脑机接口是医疗康复领域的重要技术之一,有效的康复干预措施是解决脑卒中、运动损伤的重要途径。在运动康复训练、康复机器人训练和智能轮椅控制中,脑机接口技术是重要的意图识别和人机交互手段,已经成为国内外高校、科研院所和部分高... 脑机接口是医疗康复领域的重要技术之一,有效的康复干预措施是解决脑卒中、运动损伤的重要途径。在运动康复训练、康复机器人训练和智能轮椅控制中,脑机接口技术是重要的意图识别和人机交互手段,已经成为国内外高校、科研院所和部分高科技企业积极关注的热点研究领域。用于脑外伤、脊髓损伤等功能障碍患者的脑机接口康复训练或辅助系统也逐渐开展临床试验,有望进行临床应用。医学康复研究涉及生物医学、电子、计算机、新材料、新传感和运动生物力学等多学科,发展拥有我国自主知识产权的创新性医疗康复及康复辅具系统,是“十四五”期间的重要目标之一。这需要从政策引导到人才培养等多方面合力。针对目前脑机接口用于康复医疗的前沿热点及难点问题,《微纳电子与智能制造》有幸采访到北京航空航天大学教授,医学科学与工程学院院长樊瑜波教授、为读者讲述康复医疗设备与脑机接口发展的现状及未来展望。 展开更多

关键词 脑机接口 康复医学 医工 产教融合

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人机交互遥操作机器人技术前沿和发展趋势——访东南大学宋爱国教授 被引量：1

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作者 张莹 宋爱国 《微纳电子与智能制造》 2022年第2期1-3,共3页

面对未知的环境,仅靠机器人还达不到人的智能水平,需要将人的智能引入机器人的智能系统,人和机器人协助配合,共同完成危险和有害环境下的未知的复杂任务。人机交互遥操作机器人技术需要突破力触觉感知技术、力触觉反馈技术、力触觉的控... 面对未知的环境,仅靠机器人还达不到人的智能水平,需要将人的智能引入机器人的智能系统,人和机器人协助配合,共同完成危险和有害环境下的未知的复杂任务。人机交互遥操作机器人技术需要突破力触觉感知技术、力触觉反馈技术、力触觉的控制和视觉跟力触觉融合4个方面的问题,人机交互遥控操作机器人可广泛应用于探月工程、国家载人航天工程、核电安全、养老助老及康复领域并发挥重要作用。《微纳电子与智能制造》杂志有幸采访到东南大学宋爱国教授为读者讲述人机交互遥操作机器人技术进展。 展开更多

关键词 人机交互 遥操作机器人 力触觉

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植入式脑机接口技术在临床中的应用 被引量：1

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作者 张柏雯 姚晨 +1 位作者 李琼 张莹 《微纳电子与智能制造》 2022年第3期69-75,共7页

植入式脑机接口技术的发展为实现“意念”控制大脑及神经电刺激治疗大脑疾病,提供了支持。从2012年Nature刊登利用植入脑机接口实现瘫痪患者用“意念”控制机械臂完成指定动作后,近10年来,试图利用各种形式的神经调控手段为瘫痪、失语... 植入式脑机接口技术的发展为实现“意念”控制大脑及神经电刺激治疗大脑疾病,提供了支持。从2012年Nature刊登利用植入脑机接口实现瘫痪患者用“意念”控制机械臂完成指定动作后,近10年来,试图利用各种形式的神经调控手段为瘫痪、失语患者恢复生活能力,或为神经或精神疾病患者治疗的技术层不出穷。本文首先介绍植入式脑机接口在精神诊疗疾病应用的概念和技术背景,总结植入式脑机接口在脊髓损伤、癫痫、视觉听觉障碍的原理及应用现状,分析目前临床应用存在的瓶颈问题,探讨今后需要重点突破的关键方向。随着技术的不断发展和完善,未来植入式脑机接口在多种疾病的临床应用中将有更广泛的应用前景和社会价值。 展开更多

关键词 植入式脑机接口 临床诊疗 神经电刺激

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元宇宙在我国野生动物科普与保护中的应用场景研究

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作者 李琼 张莹 《电子测试》 2023年第1期87-95,共9页

野生动物是生态系统中不可缺少的一部分,与人类的生活息息相关。人类对野生动物栖息地的肆意破坏导致其面临着严峻的生存危机。元宇宙作为可与现实世界交互的虚拟活动空间,为野生动物知识科普和保护利用创造了新手段。为此,本文研究了... 野生动物是生态系统中不可缺少的一部分,与人类的生活息息相关。人类对野生动物栖息地的肆意破坏导致其面临着严峻的生存危机。元宇宙作为可与现实世界交互的虚拟活动空间,为野生动物知识科普和保护利用创造了新手段。为此,本文研究了元宇宙在野生动物科普与保护中的应用场景。具体而言,本文首先分别阐述了目前我国野生动物科普和保护的方法和存在的问题,然后列举了构建野生动物元宇宙需要的数据,分析元宇宙在扩大传播范围、提升宣传效果、完善保护措施、扩大国际合作方面的优势,并提出元宇宙当前的局限性,最后对元宇宙在野生动物科普与保护中的应用前景做出展望。 展开更多

关键词 元宇宙 野生动物 科普与保护 人工智能

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快速序列呈现范式在我国的研究现状综述

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作者 张柏雯 张莹 《微纳电子与智能制造》 2022年第3期46-53,共8页

快速序列呈现(rapid serial visual presentation,RSVP)是利用人看到“新奇”事物诱发P300事件相关电位的特异性属性,对其电位解析从而在海量图片流中检索到目标图像的实验范式。随着脑机智能融合领域的发展,RSVP范式被逐渐用于军事侦... 快速序列呈现(rapid serial visual presentation,RSVP)是利用人看到“新奇”事物诱发P300事件相关电位的特异性属性,对其电位解析从而在海量图片流中检索到目标图像的实验范式。随着脑机智能融合领域的发展,RSVP范式被逐渐用于军事侦察、医学诊断等领域。通过解码RSVP信号,能获得比单纯视觉分类更高效的目标检测效果。这种独特的特性,也逐渐演化至不同的编码任务,以供神经心理、认知记忆等方面研究的功能范式设计。近年来,国内研究者对RSVP的编码和解码都贡献了诸多创新技术,使得RSVP成为脑机接口研究的一支重要范式。本文首先回顾了RSVP的发展,之后分别列举和分析了编码及解码的关键技术,并对RSVP目前发展的局限和未来研究方向进行了深入的讨论。通过本文,能为RSVP范式的发展现状、技术特点和未来前景提供有价值的参考。 展开更多

关键词 脑机接口 快速序列呈现 范式编码 P300电位 脑电信号解码

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ISSCC 2023国内论文技术热点分析

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作者 李琼 曾气亮 +1 位作者 张荣芳 张莹 《微纳电子与智能制造》 2023年第1期1-26,共26页

5G、物联网、人工智能等新技术和应用模式的出现,对集成电路提出了更高的性能要求,集成电路产业已成为各国争相发展的战略重点产业。ISSCC作为集成电路设计领域最高级别会议,集结了国际最尖端固态电路技术。本文首先简单回顾近5年ISSCC... 5G、物联网、人工智能等新技术和应用模式的出现,对集成电路提出了更高的性能要求,集成电路产业已成为各国争相发展的战略重点产业。ISSCC作为集成电路设计领域最高级别会议,集结了国际最尖端固态电路技术。本文首先简单回顾近5年ISSCC中国内地和港澳地区学者论文的录用情况,随后聚焦ISSCC 2023,对中国内地和港澳地区学者论文的作者、机构、基金项目、合作情况和研究方向进行了详细的统计分析,并对上述论文主要内容进行翻译整理,旨在帮助国内集成电路领域的科研人员快速了解ISSCC 2023的最新成果和前沿研究,对国内集成电路领域的合作模式和关键发展趋势提供有益洞察,推动集成电路领域的创新和发展。 展开更多

关键词 ISSCC 集成电路 技术趋势 文献计量

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双足人形机器人智能姿态检测

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作者 于莹莹 张柏雯 +2 位作者 李琼 金天晔 曾凡芳 《微纳电子与智能制造》 2024年第2期62-66,共5页

双足人形机器人智能姿态检测是机器人技术领域的一个重要研究方向,涉及计算机视觉、机器学习以及机器人控制等多个学科的交叉融合。随着双足人形机器人在家庭服务、紧急医疗救援以及高效工业生产等领域的重要应用,对其姿态检测能力提出... 双足人形机器人智能姿态检测是机器人技术领域的一个重要研究方向,涉及计算机视觉、机器学习以及机器人控制等多个学科的交叉融合。随着双足人形机器人在家庭服务、紧急医疗救援以及高效工业生产等领域的重要应用,对其姿态检测能力提出了更高的要求。然而当前主流的姿态检测算法大多聚焦于人体姿态分析,直接应用此类算法往往难以达到预期效果。因此,针对双足人形机器人独特的类人形态设计相关算法以提升姿态检测能力。本文提出了双足人形机器人智能姿态检测方法,通过深入分析现有人体姿态检测算法的理论基础与实现机制,结合基于通道的注意力机制,有效提升了模型的精度和鲁棒性。 展开更多

关键词 双足人形机器人 姿态检测 注意力机制 卷积神经网络

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视觉感知和步态控制——国际自主智能机器人大赛U型赛算法综述 被引量：1

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作者 李琼 张莹 +4 位作者 张春 张柏雯 金天晔 曾气亮 曾凡芳 《国外电子测量技术》 北大核心 2023年第4期56-65,共10页

近年来,随着人工智能技术的发展,可独立完成任务的自主智能机器人成为研究热点。视觉感知和步态控制作为机器人完成各项任务的重要手段,是亟需不断深入研究的技术点。为了拓展小型人形机器人的自主智能水平和应用场景,本文从国际自主智... 近年来,随着人工智能技术的发展,可独立完成任务的自主智能机器人成为研究热点。视觉感知和步态控制作为机器人完成各项任务的重要手段,是亟需不断深入研究的技术点。为了拓展小型人形机器人的自主智能水平和应用场景,本文从国际自主智能机器人大赛技术问题出发,研究分析视觉感知和步态控制在模拟人类生活场景的任务(即U型赛)中的应用。首先,对比赛环境和软硬件平台进行介绍,其次分别分析了视觉感知和步态控制在大赛中的应用方法和算法实现,并以上下开横杆为例,介绍了U型赛参赛队伍所使用的算法并进行分析比较。随后,展示了历年参赛队伍的优秀成果,分析了比赛任务完成度,指出比赛的研究难点及可能的解决方向。最后,对未来大赛的技术应用发展方向进行总结。 展开更多

关键词 国际自主智能机器人大赛 U型赛 自主智能机器人 视觉感知 步态控制

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洞悉视觉前沿,加速领域发展——访北京航空航天大学张宝昌教授

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作者 张莹 李琼 张宝昌 《微纳电子与智能制造》 2022年第4期7-10,共4页

近年来,在深度学习、知识表征等人工智能技术的推动下,计算机视觉与多学科多领域深度交叉、融合发展,已经成为促进制造业智能升级的有力支撑。《微纳电子与智能制造》有幸采访到北京航空航天大学教授张宝昌,为读者介绍其在计算机视觉领... 近年来,在深度学习、知识表征等人工智能技术的推动下,计算机视觉与多学科多领域深度交叉、融合发展,已经成为促进制造业智能升级的有力支撑。《微纳电子与智能制造》有幸采访到北京航空航天大学教授张宝昌,为读者介绍其在计算机视觉领域的主要研究成果、领域内的技术挑战及未来的发展趋势,并对基础学科和应用学科的协同发展以及人才培养等方面提出建议,以推动技术向成果转化、人才向需求看齐。 展开更多

关键词 计算机视觉 控制理论 目标检测 模型压缩

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基于脑电信号的通道选择研究综述 被引量：1

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作者 李湘喆 王丹 +4 位作者 张柏雯 范超杰 陈佳明 许萌(综述) 陈远方(审校) 《生物医学工程学杂志》 EI CAS 北大核心 2024年第2期398-405,共8页

脑电(EEG)信号是脑机接口(BCI)系统的关键信号载体。全脑电极排布采集的EEG数据有利于获得较高的信息表征。而个性化的电极布局,在保证EEG信号解码精度的基础上,亦能缩短BCI的校准时间,已成为一个重要的研究方向。本文梳理了近几年的EE... 脑电(EEG)信号是脑机接口(BCI)系统的关键信号载体。全脑电极排布采集的EEG数据有利于获得较高的信息表征。而个性化的电极布局,在保证EEG信号解码精度的基础上,亦能缩短BCI的校准时间,已成为一个重要的研究方向。本文梳理了近几年的EEG信号通道选择方法,对不同的通道选择方法与不同的分类算法的结合效果进行了比较分析,总结了BCI中运动想象、P300等范式中常用的通道组合,并阐述了通道选择方法在不同范式中的应用场景,以期为实现更精准和更便携的BCI系统提供较有力的支持。 展开更多

关键词 脑电信号解码 通道选择 脑机接口

原文传递

一种用于情绪调控的脑机音乐接口方法

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作者 陈邢玥 钟慧 +6 位作者 毛旭瑞 潘秋平 李琼 林乐洋 苏敏 张柏雯 陈弘达 《微纳电子与智能制造》 2024年第1期70-77,共8页

为了改善受失眠困扰人群的失眠症状,将脑机接口前沿技术和音乐治疗这一心理治疗手段相结合,提出了一种区别于传统药物治疗的解决方案,用以干预抑郁、焦虑状态。本文采用自主研发的音乐协同电刺激耳机系统进行临床试验,选取60例受失眠困... 为了改善受失眠困扰人群的失眠症状,将脑机接口前沿技术和音乐治疗这一心理治疗手段相结合,提出了一种区别于传统药物治疗的解决方案,用以干预抑郁、焦虑状态。本文采用自主研发的音乐协同电刺激耳机系统进行临床试验,选取60例受失眠困扰的志愿者作为研究对象,开展为期10天的干预治疗。获取志愿者的脑电图、近红外脑功能成像数据及其填写的量表信息,对比分析干预前后的数据,验证了音乐协同电刺激耳机系统能够在一定程度上达到提升入睡速度、改善失眠症状、调节异常脑电波形的效果。此外,志愿者均无不良反应,表明该耳机系统兼具有效性和安全性。 展开更多

关键词 脑机音乐接口 情绪调控 音乐治疗 经颅直流电刺激

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SuperVise:一种基于SuperPoint与语义分割的新型SLAM系统

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作者 郭与时 马爱丽 +2 位作者 张莹 牛丽婷 张春 《微纳电子与智能制造》 2022年第2期59-65,共7页

自主机器人在动态环境下的同步定位和建图精度不足可能导致安全隐患,限制其在实际中应用。近年来,卷积神经网络(CNN)在计算机视觉领域展现出了巨大的潜力,并常常优于传统方法的识别结果。本文提出了一种基于超级点(SuperPoint)和语义分... 自主机器人在动态环境下的同步定位和建图精度不足可能导致安全隐患,限制其在实际中应用。近年来,卷积神经网络(CNN)在计算机视觉领域展现出了巨大的潜力,并常常优于传统方法的识别结果。本文提出了一种基于超级点(SuperPoint)和语义分割的SLAM系统,命名为SuperVise。SuperVise采用两个CNN并行运行,用于语义分割和特征点提取。与以往的方法相比,SuperVise在精度方面具有出色性能,提高可靠性和安全性。通过在TUM公开数据集上实验验证,与传统的动态SLAM(DS-SLAM)相比,SuperVise在动态环境下的绝对轨迹精度提高了20%~90%。本文所提出的引入了SuperVise网络的SLAM系统,提高了自主智能机器人在动态环境下的导航和路径规划的准确性和可靠度。 展开更多

关键词 SLAM 机器人 语义分割 SuperPoint

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