BCI 腦控機(jī)器人大賽全新賽項(xiàng)等你來戰(zhàn)!

量子位的朋友們 2024-06-28 14:28:06 來源：量子位

“2024世界機(jī)器人大賽─BCI腦控機(jī)器人大賽”由國家自然科學(xué)基金委員會(huì)指導(dǎo)，由中國電子學(xué)會(huì)、清華大學(xué)和基金委信息科學(xué)部共同主辦。競(jìng)賽以腦機(jī)接口技術(shù)應(yīng)用創(chuàng)新為起點(diǎn)，以腦機(jī)接口技術(shù)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展為導(dǎo)向，圍繞腦機(jī)接口技術(shù)在醫(yī)療健康等領(lǐng)域的應(yīng)用成果設(shè)置競(jìng)賽內(nèi)容，競(jìng)賽由技能賽、技術(shù)賽、青年論文答辯和創(chuàng)新成果展示四部分組成。技能賽設(shè)SSVEP、ERP、運(yùn)動(dòng)想象、青少年腦機(jī)接口和中老年及殘障人士腦機(jī)接口五個(gè)方向；技術(shù)賽分算法類、系統(tǒng)類、應(yīng)用類三個(gè)方向，設(shè)基于非侵入式腦機(jī)接口的運(yùn)動(dòng)康復(fù)訓(xùn)練技術(shù)、基于微創(chuàng)腦機(jī)接口的肢體運(yùn)動(dòng)意圖辨識(shí)技術(shù)、面向元宇宙的腦電信號(hào)離體生成和檢測(cè)技術(shù)等六個(gè)賽項(xiàng)。

【競(jìng)賽內(nèi)容】

一、技能賽

1.SSVEP賽項(xiàng)

SSVEP是指當(dāng)受到一個(gè)固定頻率的視覺刺激的時(shí)候，人的大腦視覺皮層會(huì)產(chǎn)生一個(gè)連續(xù)的與刺激頻率有關(guān)（刺激頻率的基頻或倍頻處）的響應(yīng)。參賽者頭戴腦電采集專用帽子，注視屏幕提示方塊，實(shí)現(xiàn)文字拼寫輸入，以輸入準(zhǔn)確率和速率綜合打分結(jié)果對(duì)參賽者排名。

2.ERP賽項(xiàng)

事件相關(guān)電位（ERP）反應(yīng)了大腦皮層與特定的物理或心理事件相關(guān)的電壓波動(dòng)，具有鎖時(shí)特性，一般可以由視覺刺激、聽覺刺激或觸覺刺激事件誘發(fā)產(chǎn)生，是當(dāng)前腦機(jī)接口的主要研究電位之一。本賽項(xiàng)搭建基于視覺ERP的腦機(jī)接口系統(tǒng)，評(píng)估參賽選手對(duì)系統(tǒng)的控制能力。

3.運(yùn)動(dòng)想象賽項(xiàng)

基于運(yùn)動(dòng)想象的腦機(jī)接口系統(tǒng)可以為中樞神經(jīng)系統(tǒng)受損的殘疾人提供一種與外界交流溝通的途徑,其在助殘康復(fù)領(lǐng)域具有重大的應(yīng)用價(jià)值。本項(xiàng)目主要測(cè)試基于運(yùn)動(dòng)想象的腦機(jī)接口系統(tǒng)的綜合控制能力。

4.青少年腦機(jī)接口

本賽項(xiàng)旨在推廣普及腦機(jī)接口技術(shù)，加深青少年對(duì)前沿科技的認(rèn)知和理解，同時(shí)采集青少年群體科研腦電數(shù)據(jù)，為腦機(jī)接口未來應(yīng)用方向提供數(shù)據(jù)支撐。比賽采用 1-12 目標(biāo)穩(wěn)態(tài)視覺誘發(fā)電位（SSVEP）腦機(jī)接口范式，參賽者佩戴輕便腦控頭環(huán)完成控制。以準(zhǔn)確率和速率綜合打分結(jié)果對(duì)參賽者排名。

5.中老年及殘障人士腦機(jī)接口

本項(xiàng)目主要通過年齡在50周歲以上的人群及相關(guān)腦疾病患者控制腦機(jī)接口系統(tǒng)的情況收集相關(guān)科研數(shù)據(jù)，相關(guān)科研數(shù)據(jù)將作為未來技術(shù)賽相關(guān)比賽數(shù)據(jù)，共同探討腦機(jī)接口技術(shù)在養(yǎng)老康復(fù)方面的實(shí)際應(yīng)用前景，該賽項(xiàng)主要通過定向邀請(qǐng)的形式參與。

二、技術(shù)賽

1.算法類

1.1 基于非侵入式腦機(jī)接口的運(yùn)動(dòng)康復(fù)訓(xùn)練技術(shù)賽項(xiàng)

本賽項(xiàng)是關(guān)于基于非侵入式腦機(jī)接口的運(yùn)動(dòng)康復(fù)訓(xùn)練技術(shù)。實(shí)驗(yàn)包含左手、右手和雙腳的運(yùn)動(dòng)想象任務(wù)，每位受試者提供6個(gè)block的數(shù)據(jù)，其中3個(gè)作為訓(xùn)練數(shù)據(jù)，另外3個(gè)作為測(cè)試數(shù)據(jù)。每個(gè)block有30個(gè)trial，每個(gè)trial包括2秒提示、4秒運(yùn)動(dòng)想象和2秒休息。比賽數(shù)據(jù)包括正常人和患者數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)流模擬在線方式提供，每調(diào)用一次讀取方法獲得40ms的EEG數(shù)據(jù)和trigger信息。算法性能以平均信息傳輸速率（ITR）評(píng)估，每個(gè)trial需提交三次結(jié)果，分別在2秒、3秒和4秒時(shí)反饋，取三次ITR的平均值作為Session成績。

1.2 基于微創(chuàng)腦機(jī)接口的肢體運(yùn)動(dòng)意圖辨識(shí)技術(shù)賽項(xiàng)

本賽項(xiàng)基于豬運(yùn)動(dòng)腦區(qū)ECoG信號(hào)和關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)角度數(shù)據(jù)，開發(fā)肢體運(yùn)動(dòng)意圖辨識(shí)算法，旨在推進(jìn)微創(chuàng)腦機(jī)接口技術(shù)的數(shù)據(jù)應(yīng)用。豬在跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)，同步獲取其在不同運(yùn)動(dòng)速度下的63通道腦電和前肢的肩、肘、腕、掌指關(guān)節(jié)矢狀面角度數(shù)據(jù)集。參賽選手需根據(jù)腦電辨識(shí)對(duì)應(yīng)的關(guān)節(jié)角度。

1.3 面向元宇宙的腦電信號(hào)離體生成和檢測(cè)技術(shù)賽項(xiàng)

腦電信號(hào)模擬生成和檢測(cè)技術(shù)是實(shí)現(xiàn)元宇宙身份認(rèn)證的必要一環(huán)，更是探索人工智能與生物智能邊界的重要課題。本賽項(xiàng)基于真實(shí)的靜息態(tài)腦電數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬生成，要求參賽者在線鑒別數(shù)據(jù)真?zhèn)渭白R(shí)別其中的個(gè)體身份信息。目的是探究是否能夠模擬生成既高度擬真有具備個(gè)體特征的腦電數(shù)據(jù)，推動(dòng)腦電信號(hào)離體生成和檢測(cè)技術(shù)的進(jìn)步，引發(fā)人工智能與生物智能交叉領(lǐng)域的思考和討論。

2.應(yīng)用類

2.1 視覺腦機(jī)接口創(chuàng)新應(yīng)用開發(fā)賽項(xiàng)

本賽項(xiàng)旨在推動(dòng)視覺腦機(jī)接口技術(shù)在醫(yī)療、工業(yè)、教育等領(lǐng)域的創(chuàng)新與應(yīng)用，激發(fā)行業(yè)內(nèi)的創(chuàng)新動(dòng)力，加速腦機(jī)接口技術(shù)的突破與行業(yè)應(yīng)用的廣泛發(fā)展。參賽團(tuán)隊(duì)利用高性能的視覺腦機(jī)接口設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和算法開發(fā)，探索并實(shí)現(xiàn)跨行業(yè)的智能解決方案。

2.2 MetaBCI創(chuàng)新應(yīng)用開發(fā)賽項(xiàng)

本賽項(xiàng)旨在鼓勵(lì)參賽賽隊(duì)充分發(fā)揮創(chuàng)意和技術(shù)實(shí)力，利用開源軟件MetaBCI開發(fā)腦機(jī)接口應(yīng)用案例。比賽將從創(chuàng)意和原創(chuàng)性、應(yīng)用效果、MetaBCI平臺(tái)整合、代碼貢獻(xiàn)、可擴(kuò)展性和開放性等方面對(duì)腦機(jī)接口應(yīng)用案例進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。

3.系統(tǒng)類

3.1 無線非侵入式腦電采集系統(tǒng)賽項(xiàng)

信號(hào)采集技術(shù)是腦機(jī)接口創(chuàng)新發(fā)展的底層核心，其中無線非侵入腦電采集技術(shù)是目前應(yīng)用最廣、產(chǎn)業(yè)發(fā)展最快的方向。本賽項(xiàng)將通過統(tǒng)一的范式（40目標(biāo)SSVEP頻率相位編碼范式）、算法（FBCCA）及評(píng)分規(guī)則，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)，考察參賽賽隊(duì)腦電采集系統(tǒng)的技術(shù)和性能，推動(dòng)腦電采集技術(shù)及系統(tǒng)的發(fā)展。

三、青年論文答辯賽

青年論文答辯賽將面向所有從事腦機(jī)接口技術(shù)的科研團(tuán)隊(duì)，各參賽團(tuán)隊(duì)可以通過競(jìng)賽平臺(tái)，充分交流展示技術(shù)創(chuàng)新思想。本賽項(xiàng)分為兩個(gè)階段，第一階段為專家評(píng)審，第二階段為現(xiàn)場(chǎng)答辯。

【獎(jiǎng)項(xiàng)設(shè)置】

一、技能賽

技能賽設(shè)一等獎(jiǎng)、二等獎(jiǎng)、三等獎(jiǎng)若干，將為獲獎(jiǎng)隊(duì)伍頒發(fā)榮譽(yù)證書。

二、技術(shù)賽

技術(shù)賽獎(jiǎng)項(xiàng)設(shè)置如下，將為獲獎(jiǎng)隊(duì)伍頒發(fā)榮譽(yù)證書和獎(jiǎng)金。

三、青年論文答辯

青年論文答辯獎(jiǎng)項(xiàng)設(shè)置如下，將為獲獎(jiǎng)隊(duì)伍頒發(fā)榮譽(yù)證書和獎(jiǎng)金。

【報(bào)名方式】

本次大賽各賽項(xiàng)競(jìng)賽內(nèi)容和規(guī)程，已在世界機(jī)器人大賽官網(wǎng)“BCI腦控機(jī)器人大賽”板塊介紹中詳細(xì)公布，請(qǐng)具體查詢。報(bào)名請(qǐng)登錄大賽官網(wǎng)，查詢具體報(bào)名細(xì)則。

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