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元宵佳节的暖意尚未散尽，哈工大校园内一处新挂牌的 “单兵智能系统联合实验室” 里已是热火朝天。这里汇聚了陆装所精锐工程师、中科院神经所/生物医学工程专家、李思远带领的哈工大AI团队，以及陈默这位核心枢纽。他们的目标只有一个：将“脑波头套”的梦想，锻造成战场可用的“灵犀”火种。
代号“灵犀”：军用BCI原型机攻坚
项目目标清晰而艰巨：研制首台基于非侵入式脑电（EEG）的便携式战场意图识别原型机。核心功能：
1. 稳定识别 4种基础运动想象（左手、右手、双脚、休息/中性）。
2. 识别 3种认知状态（高度专注、轻度疲劳、应激警觉）。
3. 输出低延迟（＜300ms）、高可靠性指令。
4. 满足 战场便携（＜2kg）、快速佩戴（＜5分钟）、抗干扰（电磁、运动） 要求。
攻坚战场：硬件、算法、数据的“三重门”
1. 硬件堡垒：从“湿漉漉”到“干爽快” （陆装所+生物医学团队主攻）：
痛点： 科研级脑电帽需要涂抹导电膏（“湿电极”），佩戴繁琐（＞15分钟），出汗或长时间使用后信号劣化，且外观惊悚（满头电极线），完全不适合战场。
“土味”破局：聚焦“干电极”与集成化！
电极革命： 放弃湿电极，全力攻关 高导电性柔性聚合物干电极。通过在柔性基底（如医用硅胶）上精密印刷 纳米银线 或 导电聚合物（PEDOT:PSS） 阵列，形成与头皮多点柔性接触，无需导电膏。难点： 接触阻抗高、易受运动伪迹影响。团队通过优化阵列密度、表面微结构（仿生增加摩擦力）和内置微弱交流激励源（主动降低阻抗）来改善。
“简约”导联： 不追求全脑覆盖，基于运动想象主要集中在 感觉运动皮层（C3, C4, Cz及附近） 的原理，设计 8-16导联的轻量化“头带”式采集装置，重点覆盖关键区域。电极点嵌入柔性头带中，佩戴如同运动发带。
心脏：ASIC生物电放大芯片： 联合国内顶尖微电子所，定制开发 超低噪声、高输入阻抗、高共模抑制比（＞120dB）的生物电信号专用放大芯片（ASIC）。将多通道放大、滤波（硬件高通/低通）、模数转换（ADC）集成在指甲盖大小的芯片上！突破意义： 大幅减小体积、功耗，提升抗干扰能力和信噪比！是“灵犀”便携化的核心！
“脑电盒”： 集成了ASIC芯片、主控MCU、蓝牙/WiFi模块、电池的紧凑型处理单元，可夹在腰带或战术背心上。
2. 算法熔炉：从“混沌”中提炼“意图” （李思远团队主攻）：
“金矿”开掘： 陆军提供的 “金矿”数据库源源不断涌入——特种兵在负重奔袭、精度射击、夜间侦察、模拟对抗等真实战术场景下的同步脑电数据与精确动作/状态标注。这是无价之宝！
“蜂群意志”炼金术：
预处理流水线： 开发自动化流程：去工频（陷波滤波）、去眼电/肌电伪迹（独立成分分析ICA）、带通滤波（提取mu/beta节律）。
特征工程： 共空间模式（CSP） 作为核心武器！利用“金矿”数据训练CSP空间滤波器，最大化不同运动想象（如左手vs右手）的脑电信号差异。效果： 经过CSP变换后，原本混沌的脑电信号在特定“脑空间”维度上变得泾渭分明！
分类之王：卷积神经网络（CNN）：
将CSP处理后的多通道时空信号视为 “图像” （时间轴为横轴，空间通道为纵轴，信号强度为像素值）。
设计专用 1D-CNN架构（1维卷积更适合时序信号），卷积层自动提取深层时空特征。
使用海量“金矿”数据进行训练、验证和调优。
认知状态识别： 采用类似流程，但特征侧重功率谱（如theta波增强与疲劳相关）、复杂度指标等，分类器选用轻量级 随机森林（RF） 或 SVM。
“野战”适应性： 算法特别强化对 运动伪迹（头动、颠簸） 和 战场电磁干扰 的鲁棒性，利用数据库中的干扰样本进行对抗训练。
3. 系统集成与“人机磨合” （陈默统筹）：
“灵犀”原型机组装： 将轻量化干电极端带、ASIC“脑电盒”、加固平板电脑（显示反馈和设置）集成。
反馈设计： 识别结果通过平板上的 虚拟光标移动（对应运动想象） 或 颜色/文字提示（认知状态） 反馈给使用者，形成闭环训练。
“训练营”开课： 在陆装所模拟训练场，首批选拔的 20名技术骨干官兵 成为“灵犀”的第一批学员。他们需要：
学习正确的“运动想象”方法（想象动作但身体不动）。
通过大量重复训练，让大脑产生更稳定、可识别的信号模式（神经可塑性）。
