腦波直接操控無人機！Upside Down Labs 開源腦機介面讓 Tello 聽從意念起飛

開源腦機介面讓無人機聽從意念飛行

開源生物感測公司 Upside Down Labs 近日公開一套完整的腦機介面（BCI）系統，突破傳統遙控器的限制，讓使用者可以透過腦波、肌肉訊號與眼動直接操控 Ryze Tello 無人機。這套系統從硬體到軟體完全開源，堪稱神經科學教育領域的里程碑之作。

低成本感測器是系統的核心

系統的心臟是一塊名為 BioAmp EXG Pill 的生物電位訊號板，尺寸僅 25.4 × 10.0 mm，能在充滿交流電源雜訊的環境下清晰讀取人體電氣活動——這正是大多數廉價感測器的致命弱點。EXG Pill 出廠時預設支援 EEG（腦電圖）與 EOG（眼電圖）模式，若要錄製 EMG（肌電圖）或心電圖訊號，使用者只需焊接特定節點重新配置前端電路，充分展現創客工具的彈性。

這塊小板子可與任何具備類比輸入的微控制器搭配，包括 Arduino Nano 和 Raspberry Pi Pico。在本專案中，EXG Pill 的訊號輸入 Upside Down Labs 自主開發的 Neuro PlayGround Lite 微控制器板，由 NPG Lite 負責訊號擷取與處理，再將指令透過 Wi-Fi 推送至 Tello。整套系統總成本甚至不超過一顆中階 DJI 電池的售價。

三層生物訊號的轉換邏輯

該介面同時讀取三種不同的生物訊號，各自作為獨立輸入通道：

EEG（腦電圖）：頭皮上的電極擷取大腦的電氣活動模式，反映認知與專注力的變化。

EMG（肌電圖）：前臂上的電極追蹤肌肉收縮時產生的電壓峰值，讓使用者能透過有意識的肌肉收縮觸發特定動作。

EOG（眼電圖）：參考電極測量眼球兩側微小的電荷差異，追蹤眼球運動方向。

NPG Lite 對每種訊號進行濾波降噪，監測與特定飛行指令對應的閾值。例如，向左看可能觸發左轉指令，前臂肌肉收縮可觸發上升指令。微控制器隨即透過 Wi-Fi 連線向 Tello 發出對應指令，使用的正是官方 Tello 應用程式所使用的同一通訊通道。

工程挑戰遠超飛行本身

腦機介面示範的真正難點在於延遲與可靠性。生物訊號本身雜亂無序，充滿肌肉偽影、眼動干擾與環境電磁雜訊，將這些嘈雜的類比峰值轉換成乾淨的起飛指令，才是真正的工程挑戰，而非飛行操控本身。

Upside Down Labs 明確將此專案定位為學習訊號處理流程的教育平台，而非可在人群上空信賴使用的成熟飛行系統。Ryze Tello 因其輕量級設計（約 80 克）、完整的 Wi-Fi SDK 文件與室內使用的安全特性，成為這類實驗的理想選擇——在輸入仍會偶發誤觸發的情況下，Tello 提供了一個相對安全的測試沙盒。

無障礙應用才是真正的長期價值

去掉腦波操控無人機的新奇光環，這個專案的核心價值在於教學與無障礙應用。Upside Down Labs 開發這些板子本是為了神經科學教育，販售 DIY 套件引導學生記錄自己的生物訊號，無人機只是吸引眼球的入門點。

該專案為學生提供了一條完整、有文件可循的技術路徑——從原始生物訊號到實體動作——與義肢及臨床腦機介面研究背後的技術鏈條相同。更重要的是，將整套技術棧開源，意味著全球實驗室都能在此基礎上繼續開發，無需支付授權費用。一套能憑肌電和眼動訊號操控無人機的輸入系統，換個應用場景，就是能為無法使用雙手的人操控輪椅或移動游標的系統。

這個專案有著亮眼的開局，雖然仍有成長與精進空間。值得持續觀察的是，開源生物訊號板是否能持續降低成本、提升速度與可靠性。今天它只是教育示範；同樣的技術流程一旦精煉成熟，很可能在媒體熱度退散許久之後，仍持續出現在輔助科技和免持操控領域。