“测试时，我们软件对眨眼脑电波的识别准确率其实很高的，没想到上台紧张，他眼皮老跳！”同济大学电子与信息工程学院大三学生张婧璇有点着急。
台下的评委忍俊不禁，安慰道：“没事，搬把椅子来，让他坐下来冷静一下。”
10月20日下午，由天桥脑科学研究院（中国）主办的“AI+脑科学”高校巡回赛首站决赛在同济大学嘉定校区举行。这段对话就发生在评审现场。
该站比赛为期两个月，围绕AI赋能脑科学创意赛、基于机器视觉的胶质细胞识别赛和脑机接口专业赛，面向同济大学本科、硕博在读学生开放。除获得奖金之外，优秀个人或团队还有机会前往天桥脑科学研究院在海内外举办的“AI＋脑科学”夏校进修。
01AI加持脑机接口，
带来“意念控制”的无人机与相机
“眼皮老跳”的，是张婧璇参加脑机接口专业赛的合作者、软件学院大三学生白俊豪。他们设计了一款名为MindCam的“在线多功能脑波相机”并作现场演示。白俊豪头戴一款轻便的非侵入式脑机接口设备，可实时采集前额脑电信号，随着他情绪放松度和注意力的变化，电脑屏幕上他的头像特效和滤镜程度也随之变化。例如，在选择“变形”特效时，每当用户情绪更为紧张，五官变形就会更为剧烈；在选择“素描”滤镜时，每当用户注意力更为专注，头像的素描效果也更为清晰。
MindCam的拍照动作也是通过脑控完成的：用户只要用力眨下眼睛，就能启动自拍。这个过程需要AI算法对用户无意识的眨眼和有意识的眨眼产生的不同脑电进行鉴别。没想到，他们还是差点在这个环节“翻车”。
▷图注：活动现场
最终，张婧璇和白俊豪在克服一开始的紧张情绪后，顺利完成了现场答辩，并获得了脑机接口专业赛道的二等奖。由天桥脑科学研究院、同济大学电子与信息工程学院、同济大学医学院、同济大学附属养志康复医院专家们组成的评审委员会，对“在线多功能脑波相机”在短时间内的项目完成度给予了认可。
“我们希望用这种方式实现情绪的‘可视化’，让大家更加关注精神健康问题。”自称“大I人”（在MBTI测试中代表内向型）的张婧璇说道。“展望未来的话，人们还能通过这种相机的特效互动，进行放松训练，缓解用户的压力和焦虑；或是进行注意力训练，改善注意力水平和认知功能。”
同样是眨眼造成的脑电波动，同济大学电子与信息工程学院的李小壮和南佳延将这种信号设置为脑控无人机的起飞指令。目前，市面上的无人机普遍采用遥控方式，未能解放人们的双手。他们带来的“MindDrone：基于深度学习的脑机接口控制无人机系统”，可使用户凭借想象左手抬起、右手抬起、左腿抬起、右腿抬起来操控无人机不同维度的运动，赋予无人机“随心而动”的智能化操作体验。该项目摘得脑机接口专业赛道的一等奖。
来自同济医学院的“脑电多尺度与非连续特征解码：时序卷积与时序Transformer的融合策略”则获得脑机接口专业赛道三等奖。
02培厚“AI+脑科学”的创新土壤
本次赛事的另一专业赛道为基于机器视觉的胶质细胞识别赛。据赛事主办方天桥脑科学研究院（中国）介绍，越来越多的研究发现，小胶质细胞作为中枢神经系统中主要的免疫细胞，其介导的神经炎症是阿尔茨海默病发生发展的关键因素，对细胞形态的有效表征与分析将为我们打开研究小胶质细胞生理病理功能的一扇全新大门，具有重要的基础科研和临床转化意义。
经过初赛和复赛，最终有三支队伍设计的AI方案脱颖而出，效果和可行性获得了评审委员会的认可。评审委员会成员、天桥脑科学研究院AI专家王雄点评道：“冠军团队使用了大量数据预处理方案来对医学图像做数据增强（包括不限于随机旋转、弹性形变等），在一定程度上缓解了小样本带来的模型过拟合风险，增强了分割模型的鲁棒性。”
此外，富有国风美感的“XR心理疗愈新体验”、瞄准交通安全痛点的“Brainbeats：用于疲劳检测的便携式脑机接口设备”以及关注大众精神卫生的“SerenAI-生成式虚拟情感陪伴助手”分别摘得AI赋能脑科学创意赛的前三甲。
▷图注：活动现场
同济大学电子与信息工程学院党委副书记徐伟铖说道，同济大学是全国首批获得“人工智能”本科专业建设资格的高校，并获批建设“自主智能无人系统”全国重点实验室。此次天桥脑科学研究院适时将“AI+脑科学”赛事带进校园，极大地激发了学生们的创新热情，有助于培养AI赋能各学科的创新土壤。
自今年宣布在“AI+脑科学”领域追加10亿元投入后，天桥脑科学研究院不仅加大在前沿实验室的科研步伐，也不断完善包括会议、夏校、媒体、基石合作伙伴在内的生态布局。“AI+脑科学”旨在充分调动青年学子的创新力量，助推交叉学科发展的“最先一公里”。此外，研究院已围绕AI for Brain Science组织了多场学术会议，邀请人工智能科学家、神经科学家、临床医生、产业界专家和高校年轻学生学者同台共话，全方位拆解AI for Brain Science在基础研究和健康应用上的可能性。系列会议大众总观看52万人次，参会领域专家800余人。
关于TCCI
天桥脑科学研究院（Tianqiao and Chrissy Chen Institute，TCCI）是由陈天桥、雒芊芊夫妇私人出资10亿美元创建的，旨在聚焦AI＋脑科学，支持、推进全球范围内脑科学研究，造福全人类，目前已经成为知名的支持人类脑科学研究的科研机构。
TCCI一期投入5亿元人民币支持中国的脑科学研究，与上海周良辅医学发展基金会合作成立上海陈天桥脑健康研究所（又名TCCI转化中心），致力于提升脑健康和脑疾病治疗研究和成果转化。后又与华山医院、上海市精神卫生中心等建立战略合作，设立了应用神经技术前沿实验室、人工智能与精神健康前沿实验室。在国际上，TCCI与加州理工学院合作成立TCCI加州理工研究院，设脑机接口、社交与决策神经科学、系统神经科学、分子与细胞神经科学、大脑成像、神经科学教育等多个中心，重点关注大脑基础研究。TCCI还在北美、亚洲、欧洲、大洋洲主办、资助了200多场高质量的学术会议。
