●本报记者 张罗应
以“科技创新·美好生活”为主题的厦门科技活动周，5月19日至25日举行。活动周期间，由华侨大学推出的一款科技产品既吸引了众多市民驻足围观，更引来海内外媒体的竞相关注与报道。
　　这款科技产品，就是由清华大学博士、华侨大学信息学院讲师闫铮带领来自信息学院的6名本科生研发出来的“主动型中风康复系统”。
意念控制机器
想什么就做什么
　　据闫铮博士介绍，“主动型中风康复系统”是借助脑-机接口技术，提取肢体瘫痪患者大脑中的运动意愿，构建一个脑-机交互的康复训练系统，最终实现患者参与的主动康复训练技术。同时，该系统利用脑-机接口技术提供的实时反馈，引导患者更好地进行康复训练。
　　在科技活动周现场，华大信息学院电子信息工程专业的一名学生演示了这套设备。他戴上网罩状的电子帽，连上仪器，不一会儿，对面的电脑开始产生“脑电波”，而后“机械臂”开始行动，快速地完成了抓球动作。
　　据演示者介绍，这套设备的工作原理在于：通过脑电放大器采集受试者的脑电波信号，继而根据设计的算法将脑电信号中与运动有关的特征信息进行提取及分类，最后将分类的结果转化为控制机械臂动作的命令，这样就在大脑和机械臂之间建立了一条通信的通道。
　　“目前，针对康复作业治疗，我们编写、设计了机械臂的三个动作，就是抓小球、移动机械臂、放小球。”设备的研发者之一、信息工程专业大三女生丁叶丹红说，当周围嘈杂或示范的人不专心时，由受试者意愿驱动的机械臂动作也会相应迟缓。
华大本科学生
创新力十足
　　据了解，“主动型中风康复系统”所借助的，是国际上一项提出才20多年的新技术——脑-机接口。而闫铮，正是这项技术的研究者，早在清华大学读博期间，他就做过相关课题的研究。
　　2012年年初，闫铮作为引进人才来到华侨大学信息学院。之后不久，他便申请了一项国家自然科学基金项目《脑-机交互康复训练过程中的大脑功能网络研究》并获批准。为了这个项目的推进，他向学院提出遴选一批本科生进行研究训练计划，具体由他提出一些项目，挑选一些学生来制作，通过这个计划，一方面可以解决他刚来学校、学生较少的困难，另一方面也让本科生得到科学的训练。“主动型中风康复系统”正是他提出的有关这个课题的首个项目。
　　闫铮的这个想法得到学院的大力支持。信息学院专门通过报名、向学生介绍项目、面试考核等方式，为他招募了一批对这个项目感兴趣的学生，经过筛选，最终选择了6名大三的学生。
　　由于大多数学生对脑-机接口方向都不是很了解，因此，早在2012年暑假前，闫铮就把有关脑-机接口技术、想象运动的文献发给了学生。不得不叹服，华大的学生对于科学研究有着浓厚的兴趣，他们利用暑假的时间，努力地阅读文献资料，对于外文的艰深文献，学生经常互相交流讨论。通过这些努力，为后期的项目研究提供了坚实的基础。
　　闫铮提到，其实早在2008年他就有了做这个系统的想法，但当时的想法还不够成熟。“该系统的最终完成，学生给我了很大的帮助，他们的想法很有创意，在我原来想法的基础上，做了大量的创新。”
　　比如“机械臂”，就是学生建议的。对于该系统的反馈形式，闫铮考虑过很多方案。后来学生提议能不能做一个类似假肢的东西，也就是“机械臂”。考虑到商用“机械臂”的价格普遍昂贵，于是学生就想到用乐高玩具来做，因为乐高玩具可以像积木一样搭建模型，而且价格不贵，此外部分乐高系列还提供了编程接口。“这的确是一个非常吸引人的想法，也是我们目前可以找到的一个较完美的反馈形式。”闫铮高兴地说。
　　此外，在运动信号特征提取算法上，原计划采用的算法较为复杂，尽管准确率达到了90%以上，但在实际使用中需要病人训练半小时，以采集到足够的训练样本，而这对于一个中风病人来说是比较困难的。于是学生提出，能不能考虑牺牲掉一定的准确率，但能大幅缩短训练时间，提高系统的实用性。经过讨论、实验、不断尝试，目前所使用的算法训练时间只需一分钟，平均准确率为84%，而判断时间只要一秒钟。“我们以前需要6秒钟才能出结果，所以我觉得非常好。”闫铮满意地说。
　 “我只是考虑从纯粹的研究上做到尽善尽美，并没有考虑到应用方面。而学生考虑到了。目前所呈现在我们面前的这个使用‘机械臂’进行反馈，以一个漂亮的类似游戏的界面进行引导，并且算法、训练只要一分钟的成果，都是在我们华大学生的创新中诞生的。”闫铮自豪地说。
提升患者康复指数
梦想做成家用设备
　　闫铮和他的学生团队研发出来的“主动型中风康复系统”，从技术层面来讲，填补了市场空白，而且相比传统技术更具优越性，表现在四个方面：一是康复主动性，强调患者参与康复治疗的主动性，以受试者的主观想象意识为激励源，从而获得更好的恢复效果；二是系统便捷性，使用可靠的记录电极以及较少的记录通道数，使用体积小的可携带式设备，采用无线通讯的数据传输方式；三是体验趣味性，友好的用户界面、人性化的设计以及实时的信息反馈，不仅通过大脑想象，更在视觉、听觉等方面给人以直观感受，使患者更容易接受治疗训练，同时也增加康复的自信心；四是机体无损性，区别于传统对病人盲目性治疗或脑部人工手术，无损害地直接锻炼脑部神经。
　　现在，闫铮已和厦门中山医院等达成合作协议，把这套设备投入临床试验，并已在6名残障人士身上进行试验。他希望两年后自己这个国家项目结题时，能采集到40人的试验数据，通过统计分析以验证系统的有效性。
　　闫铮希望这项研究成果最终可帮助到真正的患者。他表示，下一步，会把这套设备长期放置在合作医院，以便积累更多的数据。而他的构想和最终目标，是把这套设备做成一套家用设备。“因为它操作简单，不需要大型仪器或专供电源来配合，只需要一台小小的电脑加上我们的软件就可以了，不会太贵，家用会很适合。”他表示。在这个意义上，闫铮认为，从社会效益来讲，这套系统既提高了中风患者的康复效果，又减轻了社会负担，使病人及其亲属的生活质量得以提升。
　　 期待实现导师嘱托
建立东南脑-机接口
技术研究基地
　　脑-机接口是生物医学工程、神经康复工程领域新兴的交叉研究领域，其提出才20多年，也是近年来的研究热点。在中国国内，在这方面做得比较好的高校仅有几家，如清华、华南理工、上海交大、浙大、川大等等。而在整个福建省，这个研究方向还未见较为突出的成果。
　　闫铮说，自己的导师在自己即将来华大工作时，殷切地希望他能在中国的东南把脑-机接口这个实验点建立起来。对于导师这个想法，他时时铭记于心。
　　现在，闫铮来到厦门、来到华大已经一年多了，他感觉这里很多条件确实不是很理想，但也觉得自己还是有很多事情可以做。他打算继续实施本科生研究训练计划，以解决学生不足的困难。“到哪里都会遇到困难，但是我想总是可以想办法解决的。”闫铮满怀信心地说。而他的实验室，未来则计划聚焦儿童多动症、孤独症和成年人的癫痫等，结合自己2011年引入的脑网络方法，针对特殊人群疾病进行诊断和治疗的研究。
　　目前，“华侨大学认知计算与应用研究所”在学校领导和信息学院领导的关怀下即将成立，身为所长的闫铮说：“现在我要考虑的不光是做研究工作，还必须不负学校给予我们的支持，打造一支基础扎实、创新十足、具有科学探索精神的团队。对于我个人来讲，或许本非我所擅长，但是考虑到团队对于科学研究不断深入的重要性，也要迎难而上。”