内蒙古杰出青年培育基金项目主持人董朝轶：“脑控机器人” 让意念控制不再科幻

开栏的话

人才是第一资源，是创新驱动发展的核心要素。党的十八大以来，内蒙古深入实施人才强区和创新驱动发展战略，持续深化科技体制改革，不断完善科技人才发展体制机制，在引才、育才、用才、留才等方面营造了良好的政策环境，特别是在“草原英才”工程、自治区自然科学基金等人才工程和科技项目的支持与引导下，我区成功培育了一大批青年高层次科技创新人才。他们坚持“四个面向”，勇挑科技自立自强的使命担当，在基础、应用研究领域深耕细作，为“科技兴蒙”，推动自治区经济社会高质量发展贡献了应有的力量。

创新内蒙古策划《“青创”观察》专栏，带您领略广大青年科技工作者勇攀高峰、精益求精的科学精神和砥砺前行的创新故事。

2016年-2018年，董朝轶团队在内蒙古杰出青年培育基金项目（2016JQ07）和国家自然科学基金项目（61364018与61863029）等科技项目的资助下，通过信号采集设备从生物大脑皮层采集脑电信号经过放大、滤波、A/D转换等处理转换为可以被计算机识别的信号，然后对信号进行预处理，提取特征信号，再利用这些特征进行模式识别，最后转化为控制外部设备的具体指令，实现对外部设备的控制。

科研团队从对大脑基本连接结构的辨识研究出发，发展了多种能够准确辨识生物神经元网络功能性连接结构的方法。基于辨识出的脑网络信息流特征，构造一种新型的基于运动想象脑电信号的脑机接口，从而帮助运动功能障碍患者实现自主移动，实现脑机接口设备在生物医学工程领域的应用。

董朝轶介绍，针对运动想象脑电信号特征提取不充分、不完善的实际问题，我们采用网络因果性结构辨识法揭示通道脑电数据间的功能性连接作用，从而探明在进行不同运动想象时脑电网络的有向信息流分布特征，以期望改善运动想象脑电信号特征提取质量。

科研团队研发的脑控轮椅系统能够自动识别左手、右手、舌、脚等不同身体部位运动想象指令，具有高速嵌入式芯片、便携式脑电采集装置及人工智能核心算法的精简高效的软、硬件结构，可以帮助运动功能障碍患者实现自主移动，提高患者的生活自理能力，实现脑机接口设备在生物医学工程领域的应用。

服务型机器人是人工智能的一个载体，针对不同的场景，具有不同的功能。

在鄂尔多斯奇瑞汽车生产厂生产线150米行程范围内，只需短短5分钟，智能移动机器人就完成了一次物料搬运。董朝轶教授科研团队同内蒙古首家工业应用级机器人开发企业“内蒙古大雄智能科技有限公司”合作，联合研发成功基于磁导航方式的“奇瑞汽车焊装车间智能物流运送系统”。这款拥有自主知识产权、基于磁导航的智能移动机器人，使鄂尔多斯奇瑞成为全国第一个实现焊装配件智能搬运的汽车厂，大大提升奇瑞汽车厂智能化建设水平。

在去年的推进“科技兴蒙”行动科技成果转移转化对接会上，董朝轶科研团队带来的具有自主知识产权的激光导航智能移动机器人，利用激光雷达对周边环境进行感知，从而获得自身位姿，同时利用惯性导航传感器解算出的姿态信息对激光传感器位姿进行补偿，以得到户外崎岖路面环境下的准确位姿信息，具有自动避障、定点校正、自动充电等功能，能够可靠、高效地完成生产现场或公共场所的大规模无人运输和巡检任务。

董朝轶表示，未来团队科技成果转化的主攻方向，是在现有吨级磁导方式和惯性导航方式自动导引车辆系统的技术基础上，开展基于激光导航和视觉导航的AGV技术研究，推进机器人在变电站及新能源发电设备、煤焦化企业焦炉地下室巡检和故障诊断、煤矿灾害预警和抢险、电石生产企业自动投料、汽车制造企业和乳品加工企业智能物流等领域的应用，以适应自治区乃至国家的工业智能化升级改造需求。

近些年，董朝轶注重科研与理论相结合，在学生的研究课题设定中，融合人工智能和机器学习领域的新概念、新算法、新方法，学生巩固知识的同时，充分激发了研究兴趣，加快了课题的研究进度。

在本科生的“信号分析与处理”课程中，董朝轶让学生参与到脑电数据采集和脑机接口算法编制的过程中，结合科研过程中脑机接口系统的真实实验数据和真实对象，阐述系统概念和信号处理方法，培养了学生对于“人工智能”学科的浓厚兴趣。同时董朝轶还指导学生获得了“2014年度内蒙古工业大学大学生科技创新基金”1项、“2015年度内蒙古工业大学大学生创新实验计划项目”1项、“中青杯全国大学生数学建模”竞赛3等奖1项、内蒙古工业大学“创造杯”大学生创业计划竞赛2等奖1项、内蒙古工业大学互联网+大学生创新创业大赛2、3等奖各1项、第十二届“挑战杯”全区大学生创业计划竞赛1等奖1项等诸多荣誉。

在培养人才的过程中，董朝轶注重呵护、培养学生的科研兴趣，在帮助他们建立自信和自我激励的同时、也扮演着学生挫折失败时的安慰者和支持者。

董朝轶，男，教授，韩国高丽大学哲学博士（Ph.D.，控制与机器人专业）。现为内蒙古工业大学电力学院“控制理论与控制工程”专业硕士生导师。入选第十一批“草原英才产业创新人才团队”（带头人）、第五批“草原英才”工程培养高层次人才、内蒙古自治区“新世纪321人才工程”第二层次、内蒙古自治区高等学校“青年科技英才计划”-青年科技领军人才、“内蒙古工业大学青年学术骨干”。

目前，主持国家自然科学基金1项、内蒙古自治区科技成果转化项目1项、内蒙古自治区关键技术攻关项目1项、内蒙古自治区自然科学基金项目1项。