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开创性实验:马德里理工大学成功在真实飞行中监测F-18飞行员大脑活动

马德里理工大学与西班牙空军和太空部队及欧洲航空防防务公司(EA)合作,成功开展了一项具有开创性的实验,首次在真实的飞...
马德里理工大学与西班牙空军和太空部队及欧洲航空防防务公司(EA)合作,成功开展了一项具有开创性的实验,首次在真实的飞行环境中对F-18战斗机飞行员的大脑活动进行了高精度测量。这项实验于2023年11月28日在马德里托雷洪空军基地的12号机库进行,在一架处于完全运行状态的EF-18战斗机上完成。这是继之前在该机型飞行模拟器上取得初步成果后的又一次重大突破,标志着相关研究从实验室和模拟环境成功迈向真实操作场景。

这一开创性举措是马德里理工大学与西班牙空军之间战略合作的一部分,也是一个更大规模研究项目的关键环节。该项目旨在通过将先进的神经技术和常规生理传感器集成到战斗机飞行员的装备中,从而显著提升飞行员的操作安全性与任务效能。该项目在马德里理工大学的负责人、电信工程高级学院教授Enrique J. Gómez Aguilera表示:“这次实验具有里程碑式的意义,它首次证明了在实际航空环境中获取飞行员的神经生理信号是完全可行的。这为未来进行真实试飞中的神经生理监测研究打开了世界先河的大门,将为更智能、更安全的人机交互铺平道路。”

为了实现这一目标,研究团队采用了一套先进的非侵入性脑电图(EEG)记录系统,并成功将其巧妙地集成到飞行员的标准军用头盔中。团队克服了猎鹰战斗机驾驶舱在真实飞行和地面移动时对设备尺寸、抗噪性和人体工程学的严苛限制,确保传感器与头盔及现有军事装备的完美兼容。在实验过程中,飞行员佩戴的膝上平板电脑能够实时可视化并记录其神经生理信号,为即时分析和后续研究提供了宝贵数据。

UPM的Gómez教授进一步阐释道:“结合我们先进的人工智能算法和信号处理技术,这些监测手段将使我们能够获取飞行员认知状态的客观指标,例如精确测量其情境意识水平,并在高负荷、高风险的实际操作条件下,实时评估其生理和心理反应。这对于优化飞行训练、预防人为失误以及设计下一代智能人机交互界面至关重要。”

这项重大能力的实现,是西班牙空军和太空部队与马德里理工大学精诚合作的成果,尤其得益于DIANA-OTAN计划框架下的实验中心的支持,以及马德里理工大学NeuroTechAI-UPM跨学科研究团队的努力和Indra公司的技术协作。NeuroTechAI-UPM计划于四年前由Enrique J. Gómez Aguilera教授发起,汇聚了来自UPM四个核心研究机构的顶尖人才:生物医学技术中心(CTB)、信息处理与电信中心(IPTC)、航空与空间工程高级技术学院(ETSIAE)以及人工智能研究与创新中心(AI.nnovation Space)。

在过去的一年里,该团队执行了一项周密而广泛的测试计划。工作始于精心挑选并验证能够在猎鹰战斗机驾驶舱极端环境(强电磁干扰、剧烈震动、温度变化等)下稳定运行的设备。随后,团队在UPM的研究实验室对设备的人体工程学、与头盔及全套军事装备的兼容性进行了严格评估。在实验室验证成功后,研究逐步推进至更逼真的EF-18模拟器测试阶段,最终成功在真实的飞机平台上完成了此次历史性的实验。

此次实验的成功是实现未来“神经头盔”宏大愿景的关键一步。该项目致力于开发一款集成了尖端神经监测技术的智能头盔,并在未来进一步融入神经适应系统,使飞机能够根据飞行员的实时认知状态动态调整人机交互方式,从而打造一个更安全、更高效、更人性化的未来航空体系。

展望未来,研究团队计划在接下来的几个月中,在更具挑战性的真实飞行场景中继续进行测试。工作重点将包括深入分析此次实验记录的宝贵神经生理数据,并设计新的实验来评估飞行员在不同认知负荷任务下的脑活动模式。所有这些前沿能力,以及参与机构在神经技术与人工智能交叉领域的其他技术进展,都将在即将于2026年3月18日至19日在阿尔巴塞特的马埃斯特兰萨和空军基地举行的BACSI26活动上进行全面展示。