研究

脑机接口

脑科学与技术是当前全球研究热点和难点。2013年以来，美国、欧盟、日本等纷纷开始实施“脑计划”，理解大脑运行机制并开发相关疾病诊疗方法。2021年底，中国脑计划正式实施，采用“一体两翼”布局，以研究脑认知的神经原理为主体，以研发重大脑疾病诊治新手段和脑机智能新技术为两翼，脑机接口是其中脑机智能新技术的重要内容。

脑机接口(Brain-Computer Interface, BCI)通过在人脑与外部设备(如计算机、机器人等)间建立直接连接通路，来实现神经系统和外部设备间信息交互与功能整合。简单来说，就是实现用意念控制机器。脑机交互是人机交互的终极手段，可以帮助残疾人修复视觉、听觉等感知功能和运动功能，让正常人工作生活更加健康高效。

实验室的研究目标是开发先进的信号处理和机器学习算法，实现精准、安全、隐私保护的无创脑机接口。近5年主要学术成果如下：

1. 研究脑机接口精准解码，提出简单高效脑电数据对齐算法，和融入数据对齐的脑机接口迁移学习完整流程，显著提高新用户校准速度和精度，被国内外同行成功应用于8种常见无创脑机接口范式的精准解码。成果发表于Proceedings of the IEEE、IEEE TPAMI等。2021-2022年蝉联中国脑机接口比赛技术赛全国总冠军，2023年获5个单项中的2个冠军、总成绩亚军。
2. 研究脑机接口对抗安全，国际上最早实现脑机接口对抗攻击，成功率近100%；进一步提出基于对齐的对抗训练策略，同时提高脑机接口解码准确度和对抗鲁棒性。成果发表于《国家科学评论》、《国家科学进展》等。
3. 研究脑机接口隐私保护，提出数据扰动策略，保护最敏感的用户身份信息；进一步提出无源域迁移学习算法，在严格保护用户数据隐私和模型隐私的前提下，脑电解码精度高于其他17种经典或最新的迁移学习算法。

上述成果获教育部青年科学奖、中国自动化学会青年科学家奖、中国自动化学会自然科学一等奖 (1/5) 等。近5年发表一作/通讯期刊论文64篇，其中IEEE汇刊46篇，3篇影响因子大于20，19篇影响因子大于10。全部论文WoS他引6000余次，谷歌学术总引用1.3万余次 (H=61)。连续6年入选斯坦福大学“全球前2%科学家”榜单。转让4件脑机接口精准解码和对抗攻击发明专利。