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“已经看完了。”陆铭实话实。
“看完了?”
谢星竹怔了怔,神情略带几分迟疑。
他当时为了双向神经交互的底层逻辑讲透,跨学科调用了大量神经生物学、随机信号处理、控制工程等知识的高阶内容。
别是一个高中生,就算是工科研究生,没有配套的多学科基础,看第一章都会寸步难行。
谢星竹斟酌了一下措辞,委婉地道:“那本书里面引用的前置概念跨度很大,直接读的话,很多地方可能会非常晦涩……”
“是的。”陆铭十分坦诚道,“我看的时候确实遇到了不少看不懂的地方,所以前阵子专门找了一些参考书,补足一下基础。”
谢星竹来了点兴趣:“那你都看了哪些?”
“您稍等,我想一下。”
陆铭回忆了一秒,而后如报菜名一样将书名一本接一本地念了出来:
“神经科学和医学方面,看了神经科学原理、临床神经解剖学、认知神经科学、突触生理学、外周神经系统信号传导……”
“信号处理与数学建模方面,看了生物医学信号处理、现代谱估计、随机过程与卡尔曼滤波非线性系统识别、盲源分离与独立成分分析……”
“还有控制与反馈方向的脑机接口:原理与实践、运动皮层编码与神经假体控制、触觉感知与力反馈工程、微弱生物电信号放大技术……加起来一共三十二本。”
陆铭一口气把这串书名报完,最后谦虚地道:“但我只是把这三十二本书看完了,做了些推导笔记,没有真正上手过。”
“仅仅在理论层面来,我感觉理解得还算可以。”
话音下,几米远处的两个博士生呆呆地看过来。
左书煌、宋茂、周国强、高智四人更是震惊地看着陆铭。
这么多书,听起来就很难懂,他居然都看完了?
谢星竹更是愣了好一会儿才回过神来。
这三十多本书有一大半是他们实验室入学要求的核心书目,在场有好些博士生都没看完。
就连他自己,也不敢对这三十二本书了如指掌,更多的是做引用。
而他一个十七八岁的高中生,竟然能云淡风轻地全部看完了……
谢星竹深吸了一口气,勉强笑了笑:“陆铭同学的阅读量和求知欲真是让人佩服。”
话虽这么,作为一个在实验室里摸爬滚打了十来年的学者,谢星竹有着一份科研人员的笃定与谨慎。
看书和做实验完全是两码事。
就算陆铭记忆力逆天,把这三十多本书的公式和概念全背了下来,可在真实的神经交互工程里,每一条从人体采集出来的脑电和肌电信号都充满了杂乱无章的噪声与突变。
没有成百上千个时的实际数据调校经验,单靠纸面上的理论,是不可能真正介入到这个级别的实验里来的。
左书煌没想那么多,趁热打铁对谢星竹道:“谢教授,能让他们几个感受一下吗?”
“好,没问题。”
谢星竹欣然应允,朝旁边一名戴着黑框眼镜的青年博士招了招手:“陈,把三号和四号测试台打开,拿三套测试头盔和反馈手套过来。”
三套工程样机被搬到了中央的测试台上。
这套设备目前处于极其早期的实验室阶段,外观上毫无美感可言。
头盔比摩托车头盔要肥大一圈,外壳是3D打印出来的灰黑色工程塑料,表面插满了五颜六色的带屏蔽层电极线,连接着后方半人高的信号处理机箱上。
高智看着面前这顶造型粗犷的大头盔,好奇地打量了一圈:“谢教授,不是还有真实的触觉反馈吗?怎么没看到手套之类的配件?”
“不需要手套。”谢星竹走过来,“外骨骼手套那是传统VR的做法,治标不治本。”
“我们这套系统走的是纯神经通路,顶部的阵列负责采集运动皮层的意图信号,的电脉冲。”
“换句话,你感觉到的冷热软硬,是设备欺骗了你的大脑皮层带来的感觉。”
这番解释一出,周国强和高智倒吸一口凉气。
直接跳过外设机械,靠电信号让大脑自己产生触觉?
难怪老师这是跨时代的革命性技术。
“设备在调试阶段,外壳做得比较笨重,各位多担待。”谢星竹一边帮他们调整,一边交代道。
“大家把手自然搭在扶手上就行,看着面前的屏幕,在脑子里想象自己伸手去拿桌上那个水杯,再把水杯翻转过来。”
三人并排坐在测试椅上,戴好了头盔。
随着主控台启动程序,三人面前的显示器亮起。
测试场景是一个简单的三维桌面,正中间放着一只红色的水杯,屏幕下方则悬着一只虚拟右手。
高智在脑海里集中注意力,下达了伸手抓杯子的念头。
大约半秒后,屏幕里的虚拟手开始往前移动,五指张开,一把抓住了那个红色水杯。
就在虚拟手指合拢的瞬间,高智头盔侧面的微电流模块发出一阵轻微的嗡鸣声。
“卧槽!”高智惊呼出声,“真有感觉,我手根本没动,但是感觉拿着一个水杯。”
周国强同样成功抓起了水杯,震撼道:“太不可思议了,连杯子表面的光滑感都能分辨出来,这跟现有的游戏设备完全不是一个维度的东西。”
不过,最初的惊艳过后,问题很快显现了出来。
最直观的就是延迟。
脑子里闪过动作的念头,画面里的手总要慢上几百毫秒甚至好几秒才开始反应。
正常的抓握、平移、翻转水杯都能顺利完成,可当高智连续抓放了七八次水杯之后,异变陡生。
他只是想用同样的力道把水杯拿起来,虚拟手却猛地收紧。
与此同时,回传到高智脑海里的触觉反馈瞬间放大了好几倍,变成了一股扎人的酸麻感,让他把虚拟水杯给捏碎了。
高智吓了一跳:“咦?它怎么突然使这么大劲?”
旁边的周国强试着多抓握了几次,到了第九次的时候,也出现了力度失控的情况。
陈博士走过来帮高智和周国强摘下头盔,叹了口气:“不好意思,这不是您二位的问题,是我们前天刚换了一版连续触觉反馈的累积校准模块。”
“单次或者少量的交互完全正常,若是在短时间内连续触发七八次以上的同类触觉回传,后台算出来的意图力道就会莫名其妙往上跳一截,导致动作和触感同时过载。”
谢星竹皱起眉问道:“昨天不是让你们查过基线漂移了吗?是电极接触阻抗发热,还是积分器没做清零?”
“这两个都查过了,完全没问题。”陈博士苦着脸道。
“每次过载前的输入电流都是正常的,死活找不到多出来的那截增益是从哪冒出来的……”
就在两人交谈的时候,陆铭正偏头看向副屏上实时滚动的采集波形与回传脉冲曲线。
在系统的加持下,他对自己大脑运动意图的控制精准到了极点。
常人每次想象抓握,发出的神经信号强弱都会有细微的波动,很难作为绝对标准的参照。
但陆铭不一样。
他在脑海中连续发出了十次强度、时长、节律分毫不差的抓握指令。
在绝对恒定的大脑信号输入下,副屏上那几十道复杂的脑电波形和协方差矩阵数值,在他的脑海里转化为了一条条清晰的数学关系。
前七次,输入与输出完全吻合。
到了第八次指令发出,大脑皮层还没有产生新的动作信号,副屏第14号导联的基线相位却往上翘了微弱的一段。
十次测试做完,陆铭摘下头盔,放到测试台上。
他的动作并没有引起他人注意,他看着副屏左下角的相位残差图,忽而开口道:
“谢教授,多出来的那截增益,应该不在硬件上,也不在主积分器里。”
实验室里几人的目光聚集到了他身上。
陈博士疑惑地看着他:“那在哪?”
“在你们的自适应陷波滤波器里。”
“我用完全相同的意图强度连续试了十次,前七次系统的相位是准的,但每次触觉脉冲回传结束后的大约8毫秒内,颅骨电容效应会留下一丁点极微弱的残余电势。”
“这点残余电势很难观察到,但你们的陷波滤波器在连续工作时,滑动窗口的相位补偿系数没有随脉冲周期重置。”
“每抓握一次,相位就往前偏0.4度左右,累计满七八次,偏移量正好越过正交解调的临界角,原本用来抵消回传伪影的负反馈直接在矩阵里反转成了正反馈,叠加到了下一次的抓握意图上。”
“你们可以查一下动态相位锁定的子模块,看看它的余弦查找表是不是在连续调用时发生了跨周期累加。”
话音下,谢星竹突然有种茅塞顿开的感觉,快步走到主控台前,找到了陆铭提到的底层子模块。
陈也连忙跟上。
“动态相位锁定……这块是上个月底就封包的代码,我们前天改校准模块的时候没动过它啊……”陈博士顺着调用链往下拉。
谢星竹调出了刚才陆铭做那十次测试时的后台中间变量日志,将每一次循环后的相位补偿角单独提取出来,拉成了一条折线。
只见从第一次抓握到第七次抓握,那条应该维持在零点附近的相位角,正以每次0.41度的固定斜率极其隐蔽地往上爬升。
直到第八次触发时,角度恰好突破临界阈值,符号当即翻转,后台增益暴涨三倍!
“卧槽,真在这里!”陈博士突然失声喊道。