父亲陈建国现在成了青河县的“名人”,走到哪里都有人尊称一声“陈工”或“陈老”。但他依然保持着朴实,大部分时间在“青河材料”厂的新技术培训中心,手把手地带年轻工人,传授那些源自“土法”却无比珍贵的经验。饭桌上,他津津乐道的是厂里新来的大学生技工,如何用数控机床完美复刻了他当年手工打造的某个关键模具零件。“时代在进步啊!”陈建国感慨,语气中带着欣慰和一丝“被超越”的落寞。
母亲李秀兰则是家里最坚实的后盾。她变着花样做陈默爱吃的菜,看着他熬夜后眼下的乌青,心疼地唠叨:“默啊,别光顾着那些铁疙瘩,多注意身体!你看小雪都知道按时休息做复健了!” 温馨的家常里短,洗去了陈默身上的硝烟味。
“脑波”重启:挑战巅峰的号角
除夕夜,窗外鞭炮声声。陈默在自己的小书房里,再次拿出了那个尘封的“脑波头套”。粗糙的布带,简陋的电极,承载着初中时“意念控制赛车”的天真梦想。
他连接上电脑,启动当年编写的简陋采集程序。将电极(重新涂抹导电膏)贴在自己的额头(采集额叶EEG,相对容易)。屏幕上,原始的脑电波形如同躁动的河流,夹杂着巨大的眼电(眨眼)、肌电(面部微动)伪迹和50hz工频干扰。
“第一步,降噪是地狱。”陈默自语。他调出李思远之前为肌电开发的数字滤波模块,尝试套用。效果有限。脑电信号更微弱,频率更低(delta, theta, alpha, beta, gamma),特征更模糊,伪迹更难分离。
他闭上眼睛,尝试集中注意力想象“左手握拳”。屏幕上,除了因闭眼导致的alpha波增强(枕叶更明显)外,在运动想象对应的感觉运动皮层区域(c3\/c4),信号变化极其微弱,淹没在噪声中。远不如肌电信号清晰可辨。
“难怪当年只能做个玩具…”陈默苦笑。但这次,他有了更强的技术后盾和更明确的目标:
1. 硬件升级:
电极:需要高密度、高导电性、低接触阻抗的干式或湿式脑电帽(64导联以上),准确定位感觉运动皮层。
放大器:超高输入阻抗、超低噪声、高共模抑制比的生物电放大器,是核心硬件瓶颈!当年“脑波头套”的放大器噪声太大。
Adc:高分辨率(24bit)、高采样率(>1000hz)。
2. 算法革命:
空域滤波: 如共空间模式(cSp),能极大增强运动想象相关脑电节律(如mu节律)的信噪比。
时-频-空域特征融合: 比单纯肌电更复杂。
深度学习: 卷积神经网络(cNN) 对处理EEG这种具有空间(电极位置)和时间序列特性的信号有天然优势,是突破精度的关键!但需要海量的高质量训练数据。
3. 目标务实化: 不追求科幻般的“读心”,现阶段目标锁定在:
稳定识别少数(3-5种)明确的“运动想象”状态(如想象左手动、右手动、脚动、休息)。
识别专注\/放松等基础认知状态(用于疲劳监测或简单模式切换)。
李思远的“算力风暴”与军方的“数据金矿”
年后,陈默带着重启“脑波”的计划和遇到的硬件瓶颈,找到了李思远和陆军张峰大校。
李思远看着那原始的脑电信号,眼中燃起技术挑战的火焰:“脑电?这可比肌电刺激多了!硬件是硬骨头,但算法这块,交给我!cSp、cNN… 正好试试我们‘蜂群意志’AI框架在生物信号上的威力!不过,数据!海量的、高质量的、标注好的脑电数据是训练AI的基础!没有这个,再牛的算法也是无米之炊!”
张峰大校听完陈默的汇报和困难,沉思片刻,果断拍板:“硬件瓶颈,陆装所协调资源,联合中科院神经所、国内顶尖的生物医学工程团队,专项攻关高性能脑电采集系统!务求小型化、便携化、适合战场环境!”
“至于数据…”张峰露出一丝“狠劲”,“我们提供‘金矿’!陆军特种部队选拔基地、高强度训练营!让受试官兵在模拟战术任务(负重、射击、侦察)中,同步采集他们的脑电信号,并精确标注其当时的动作意图(如‘准备射击’、‘向左移动’、‘保持警戒’)和认知状态(专注、疲劳、应激)!这将是世界上独一无二的、贴近实战的军事脑电数据库!陈工,你敢不敢接这个硬骨头?”
陈默心中激荡!这无疑是通往实用化军用bcI的绝佳路径,也是“脑波头套”技术涅盘重生的最佳机遇!他站起身,目光坚定:“张主任,有陆军的支持,有李工的算法,有‘军工大摸底’的劲头,这块硬骨头,我们啃定了!”
本章结尾:
哈工大的实验室里,多了一套借来的、笨重的64导联科研级脑电设备。陈默自己作为第一个“小白鼠”,头上戴满电极,正全神贯注地盯着屏幕,尝试通过想象“左手握拳”来控制屏幕上的一个虚拟方块移动。原始信号依旧嘈杂,虚拟方块的反应时灵时不灵。
李思远则在隔壁机房,指挥着“蜂群意志”超算集群,开始构建第一个用于脑电特征提取和分类的深度卷积神经网络模型。屏幕上,复杂的网络结构图缓缓旋转,等待着海量数据的“喂养”。
陈默的手机响起,是母亲李秀兰:“默啊,元宵节回家吃汤圆不?你爸厂里发了好些‘青河’牌碳纤维做的…保温杯?说是边角料利用,轻得很!给你和小雪都留了一个!”
陈默摸了摸头上冰凉的电极,看着屏幕上跳动的、代表自己思维的微弱电波,笑着回答:“妈,回!一定回!顺便…给您和爸也带个‘新玩具’试试?”
从戈壁风沙中的“铁腕”护臂,到实验室里捕捉思维火花的电极;从战士沉重的背囊带,到母亲手中轻盈的碳纤维保温杯… 陈默的“军工大摸底”之路,一头连着共和国最前沿的钢铁防线,一头系着千家万户最平凡的温暖。而那条通往人机交互巅峰的征途,就在这温暖与刚毅的交织中,悄然启程。