Recientemente, la codificación de metasuperficies que contienen componentes activos ha permitido controles programables y en tiempo real sobre las funcionalidades de EM que solían ser estáticas o bastante limitadas en las contrapartes pasivas tradicionales. Sin embargo, estos tipos de metasuperficies aún requieren operaciones manuales. Para estudiar y discriminar directamente la voluntad humana, se presenta la interfaz cerebro-computadora (BCI) para establecer la comunicación entre el cerebro y los dispositivos y brindar una nueva perspectiva de control para metasuperficies programables. Al recopilar señales cerebrales del «sombrero especial», un BCI puede descifrar las intenciones del operador y enviar comandos a los objetos controlados sin requerir la actividad muscular del operador.

Figura 1 |  Principio de funcionamiento del EBCM.

Créditos fotográficos: por Qian Ma, Wei Gao, Qiang Xiao, Lingsong Ding, Tianyi Gao, Yajun Zhou, Xinxin Gao, Tao Yan, Che Liu, Ze Gu, Xianghong Kong, Qammer H. Abbasi, Lianlin Li, Cheng-Wei Qiu, Yuanqing Li y Tie Jun Cui

Recientemente, la codificación de metasuperficies que contienen componentes activos ha permitido controles programables y en tiempo real sobre las funcionalidades de EM que solían ser estáticas o bastante limitadas en las contrapartes pasivas tradicionales. Sin embargo, estos tipos de metasuperficies aún requieren operaciones manuales. Para estudiar y discriminar directamente la voluntad humana, se presenta la interfaz cerebro-computadora (BCI) para establecer la comunicación entre el cerebro y los dispositivos y brindar una nueva perspectiva de control para metasuperficies programables. Al recopilar señales cerebrales del «sombrero especial», un BCI puede descifrar las intenciones del operador y enviar comandos a los objetos controlados sin requerir la actividad muscular del operador.

En un nuevo artículo publicado en eLight, un equipo de científicos dirigido por el profesor Tie Jun Cui del State Key Laboratory of Millimeter Waves, de la Universidad del Sureste de China, y sus colaboradores han desarrollado una metasuperficie cerebro-computadora flexible (EBCM) y de forma no invasiva. controlar la síntesis de información y las transmisiones inalámbricas. El EBCM presentado no solo puede traducir los mensajes cerebrales del operador en señales EEG y luego en varios comandos EM, sino que también puede realizar la «comunicación mental» inalámbrica entre dos operadores. Como se muestra en la figura 1, se coloca un dispositivo de visualización frente al operador para mostrar los comandos asociados. Simplemente lanzando el comando deseado, el EBCM puede comprender la intención del operador y realizar las funciones EM, incluido el escaneo de haz visual, la modulación de onda y la codificación de patrones.

Los investigadores diseñaron y demostraron experimentalmente la comunicación de texto inalámbrica basada en EBCM, como se muestra en la figura 2. Se proporciona una GUI de texto para el operador de BCI, donde las teclas visuales se pueden programar directamente como una secuencia de codificación específica que consta de ‘0’ y ‘1’. En el experimento, el modo de haz único de alta ganancia y el modo de dispersión aleatoria de baja ganancia se utilizan para discriminar la amplitud de los reflejos de la metasuperficie correspondientes a los códigos «1» (alta amplitud) y «0» (baja amplitud). o para la transmisión inalámbrica de información. Como demostración del prototipo, los investigadores demostraron la transmisión inalámbrica de texto de un operador a otro en el sistema de comunicación EBCM. El operador A, como remitente de texto, envía cartas mirando visualmente los botones de dibujo en la GUI de EBCM. Cuando la letra objetivo se decodifica a partir de la señal EEG, se implementa una secuencia de codificación basada en ASCII en la FPGA para cambiar los modos variables en el tiempo y manipular la metasuperficie para enviar información al espacio, que es recibida por el EBCM de otro operador, demodulada y presentada. .

“El tiempo de entrada promedio para cada carácter es de aproximadamente 5 segundos con el BCI basado en P300 por parte de un operador de BCI experimentado. Es posible mejorar la velocidad de entrada de texto aplicando algunos paradigmas ortográficos rápidos. También vale la pena señalar que los BCI basados ​​en P300 ofrecen una gran precisión y solidez entre varios BCI no invasivos”, agregaron.

“El trabajo presentado, que combina el espacio de ondas EM y BCI, puede abrir otra nueva dirección para explorar la integración profunda de la metasuperficie, la inteligencia del cerebro humano y la inteligencia artificial para construir nuevas generaciones de sistemas biointeligentes de metasuperficie. ” predicen los científicos.


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