戴上腦電帽，一個人就可以僅靠「意念」打字、控制輪椅、指揮機械手，甚至調整無人機姿態……這些技術的演算法，正在一場前沿的競賽中獲得前所未有的提升。
上週日，來自全國各大高校的選手在北京亦創國際會展中心舉行的「世界機器人大賽」上完成了決賽比拼。在多項賽事中，BCI 腦控機器人大賽「騰訊雲杯」技術賽成為了一大看點：今年增設的競賽組別包括圖靈腦機測試、MATLAB 青年組專案等， 為大賽帶了更多的可能性。 比賽決出了「腦控打字」挑戰賽最終的冠軍，在今年挑戰難度顯著增加的情況下，來自中國地質大學（武漢）的胡炫燁選手實現了 285 秒輸入 81 個字元的成績，腦控輸入速度達到手動輸入的一半。在昨天下午的頒獎儀式上，華中科技大學所在的 HUST_XS_ZJ 賽隊獲得了 BCI 腦控機器人大賽「騰訊雲杯」技術賽的綜合一等獎。
BCI 腦控機器人大賽「騰訊雲杯」技術賽專家委員會主任&清華大學生物醫學工程系教授高上凱、騰訊教育商務總經理羅盛為獲獎者頒獎。選手們在比賽中展現的能力，讓我們可以開始想象：腦機介面（Brain Computer Interface，簡稱 BCI）成為日常生活一部分會是什麼樣子。腦機介面是透過生物電訊號實現直接人機互動的方法，作為電腦科學、神經科學的前沿領域，最近因為幫助漸凍症患者交流，以及馬斯克的創業公司 Neuralink 而被人們所熟知。但不論是植入人體的「探針」還是頭戴式的腦電帽，對於複雜的人腦來說，可識別的程度還遠遠不夠。透過深度學習等演算法，人們近年來實現了不少腦機介面的技術突破，它也成為了機器人領域「奧林匹克」——世界機器人大賽的比賽專案。本次 BCI 腦控機器人大賽「騰訊雲杯」技術賽以未來腦機介面實用系統為背景，從 SSVEP、P300、運動想象、情感識別、腦機圖靈測試五個方向設定了技術賽題吸引了全國 26 個省市和 3 個海外國家超 250 支隊伍 參與，其中 C9 大學佔比達到 89%。具體來說，這其中既有多目標鍵盤拼寫、影像內容判斷、運動想象等賽題，也有透過腦機介面判斷人類情緒的比賽。今年新增的「腦機圖靈測試賽」則要求參賽者透過演算法識別虛擬足球賽事中，操作者是人類還是機器。值得一提的是，腦控機器人大賽並不像傳統的資料競賽一樣存在固定的資料集——選手們需要面對的是現場實時生成採集到的資料，賽會需要根據計算結果的準確率和效率進行實時排名。這既保證了公平性，也保證了比賽所用演算法的實用程度。除此之外，各科研團隊也在大會上進行了研究成果展示，所涉及的技術包括與腦相關的醫學訊號處理技術，覆蓋腦控機械臂、腦控輪椅、腦控 VR/AR、腦控遊戲等領域。現場觀眾在大賽現場親自感受腦控技術帶來的全新體驗。競賽環節同樣也具有真實的探索意義：比賽得到的資料作為我國腦機介面領域現階段重要研究成果被全程記錄，技術賽決賽資料和有關演算法分析文章將收錄在清華大學的 Brain Science Advances 專刊中。前沿的腦機介面演算法之外，支撐本次比賽的算力平臺也得到了賽會和參賽者的一致好評。在這場全球機器人頂級賽事中騰訊科研雲解決方案所提供的公有云服務 ，讓選手們可以毫無顧忌地施展拳腳。為滿足遠端參賽、演算法應用深度學習等需求 ，今年的比賽報名、賽題釋出、資料建模、演算法訓練、演算法驗證等流程首次被放在了公有云上，比賽參與者規模一下子提升了超過 50%。過去，賽會需要花費數月準備時間來搭建賽事系統且只能支撐十幾支隊伍本地參賽，而在今年，賽事系統十幾天便完成上雲改造，對接騰訊雲公有云算力靈活服務 250 多支隊伍。「因為疫情，去年有一些團隊無法參加決賽，今年問題得到了解決。」BCI 腦控機器人大賽「騰訊雲杯」技術賽專家委員會副主任、清華大學生物醫學工程系教授高小榕表示。「利用公有云新模式，比賽參與的門檻降低了，這對腦機介面技術的推廣起到了促進作用。」
BCI 腦控機器人大賽「騰訊雲杯」技術賽專家委員會副主任、清華大學生物醫學工程系教授高小榕在比賽現場進行分享。支援腦控機器人大賽對於騰訊雲來說是一次「小實踐」：騰訊雲的伺服器資源目前已遍佈全球 27 個國家和地區，是擁有產品品類最多的雲服務商之一。深度學習演算法是處理海量腦電資料，提升建模效率、效果的有效方式。騰訊雲 GPU 雲主機幫助比賽首次支援了深度學習的演算法訓練模式，讓參賽團隊可以應用最為領先、最具創意的想法，獲得更好的成績。參賽師生形象地打了個比方——就像是花樣游泳選手從「小水塘」換到了「水立方」，有了更好的施展空間。對於高校和科研機構的日常應用來說，自建本地化資料中心和系統經常會遇到資源總量有限、共享機制不完善，科研資源申請排隊等現象。騰訊科研雲解決方案提供的能力可以為科研團隊提供隨取隨用、隨地可用的海量計算資源、靈活應對大規模，突發式的科研專案需求，有效縮短了計算時間。騰訊科研雲解決方案還融入在網際網路產品中積累的海量資料處理和 AI 技術能力，為科研團隊打造了易用的科研分析平臺，讓不擅長程式碼的科研人員也可以透過視覺化互動、模組調取的方式快速上手展開工作。「在一些典型科研場景下，騰訊雲的 SaaS 化科研業務系統可以將人們需要的專業應用、演算法模型，與騰訊雲的基礎硬體架構、平臺產品高度整合，」騰訊雲副總裁、騰訊教育副總裁王濤表示。「在騰訊雲的幫助下，科研人員開啟系統即可開始工作，不需要耗時耗力地自主部署科研實驗環境，大幅降低了應用門檻。同時我們也專門為高校開發者提供騰訊雲認證培訓和學習的服務，幫助高校科研團隊提升雲技術的應用能力」。
騰訊科研雲解決方案、異構計算、優圖實驗室相關團隊負責人在大賽現場分享雲端計算對科研的支援。當然，在使用騰訊雲時，人們還可以方便地應用騰訊會議、騰訊文件、騰訊問卷、TAPD、企業微信等全家桶產品，方便科研團隊的內外溝通、專案過程管理，高效採集資料。這次比賽的成果預示了未來應用的方向。據介紹，這次比賽的演算法均可以被直接轉化為雲服務，透過 5G 網路連線進行實時的腦電分析，讓腦機介面進入到日常生活中，改變我們的生活。
在專家和賽事參與者們看來，腦機介面最接近應用的的方向包括預防兒童弱視——透過與 AR、VR 等技術的結合，AI 系統可以持續監測，避免兒童用眼過度。另外，腦機介面也可以讓數字處方的設想成為現實——透過腦機介面識別情緒，計算機可以即時提供建議，提升人們的心理健康水平。此外，殘疾人士也可以利用腦機介面控制輪椅，完成意念打字。
騰訊科研雲團隊表示，這次世界機器人大賽後，還將對支援比賽的技術進行功能擴充套件與迭代，讓業務系統可以被學校和科研團隊使用。「只要把賽事中的場景稍微變化一下，我們就馬上可以把這些技術落地成為醫療服務，」高小榕說道。「未來，雲服務廠商可以幫助我們把腦機介面等技術透過雲服務提升，更快地推向應用，新技術有望為病人提供幫助。」第一款大規模落地的腦機介面應用，或許就會是騰訊雲的技術。
