脑机接口是一种在大脑与外部设备之间建立连接、交换信息的技术。在它的帮助下,用意念控制动作,这样的场景不只存在于科幻电影里。眼下,“手随心动”已经走进现实。这一切都是靠着脑机接口技术,而这项技术的奥秘就藏在脑机交互与人机共融海河实验室里。
央视记者在探访过程中发现,这里有十几个与脑机接口相关的团队正在进行研究。头戴脑机帽,用意念操控佩戴在手腕上的“第六指”,完成抓握、放置小球人生就是博官方平台等精细任务,这款手指穿戴设备叫“神工-灵犀指”。据介绍,该设备可采集脑电信号,通过机器解码运动意图,控制机器作用于肢体,进行肢体恢复,从而进一步提升脑卒中康复的效率。
眼下,这些科研成果正在走出实验室,借助天津滨海高新区的孵化政策,脑机接口有了更多应用场景。实验室内,工作人员通过头戴设备以“意念”遥控玩具车前行。此外,通过佩戴头环,可实时监测脑电波,用于情绪检测,只需要几秒钟,就可以测出疲劳值、专注度、压力值等各项参数,为我们生活提供建议和帮助。
中电云脑(天津)科技有限公司负责人程龙龙表示,实现这些功能的背后,靠的是核心零部件的突破。经过6年攻关,团队研发的这款完全拥有自主知识产权的国产脑电采集芯片,实现了从无到有、从有到优,各项性能指标与国际商用芯片媲美,针对脑机关键核心技术指标上,甚至实现了超越。预计今年年底、明年年初,国内企业就能用上我们自己的芯片。
从医疗康养到日常消费品,脑机接口不只局限于技术和设备的迭代升级,眼下发掘“大脑”的潜能还有更多可能。
在记者手中的培养皿里,这个不到2毫米的就是科研人员培养出的一个类脑组织,是具有思维和想法的,别看它不到米粒大,但科学家可以通过脑机接口去读懂它的意图。研究人员表示,“我们也在做体积上的突破,越大的体积代表细胞越多,能够进行的思考范围越大,未来甚至可能具有情绪等功能。”
科研人员表示,这样的体外“大脑”虽只能被称为“类脑器官”,但已具备简单处理问题的能力,在混合智能、类脑智能、医疗康复等国家重大需求领域具有重要价值。
天津大学副校长、脑机交互与人机共融海河实验室主任明东表示,“片上脑”在某种意义上开启了“离体脑机接口”这一新兴领域,让这样的“人工大脑”未来为神经修复、人工智能乃至具身智能提供新的拓展手段,打开了更加广泛的应用可能。
脑机接口让“心想事成”具象化,但这项技术并非赋予我们超能力,更多的是帮助失能患者康复。医疗领域是脑机接口的典型应用场景,目前这项新技术正在大量应用积累中,逐渐走向成熟。
在天津市环湖医院,医生正在为病人进行颅内压检测。以往,像这样的检测都需要进行开颅手术,周期长且感染风险大。而借助这套搭载脑机接口的设备,就能实时获取患者颅内压力信息。
脑机交互与人机共融海河实验室副主任刘秀云表示,生病时,神经元电活动的特征和信息传输方式与正常情况有所不同,这有助于医生更快、更精准、更客观地诊断疾病。
除了诊断,脑机接口也正被应用于脑疾病患者的运动康复中。目前已开展超过200例次,患者在运动功能方面均取得了不错的效果。
医生告诉记者,目前这里已有10余种设备投入临床试验,产学研正加速合作,针对各类神经疾病探索综合性的脑机接口解决方案,以打通从实验室到临床应用的“最后一公里”。
天津市环湖医院副院长巫嘉陵表示,脑机接口代表了未来医疗领域的新质生产力。我们拿出30张床(位)设立脑机接口病区,形成规模效应,迅速布局相关临床研究,使更多脑机接口医疗设备能够落地,真正服务于百姓。
今年以来,工业和信息化部等七部门联合发布了《关于推动脑机接口产业创新发展的实施意见》。北京、上海等地也相继出台专项行动方案。从国家到地方,合力布局产业发展。
中国电子信息产业发展研究院软件产业研究室副主任黄文鸿表示,我国在侵入式与非侵入式两大技术路线上,均取得重要进展,同时开始探索脑机接口相关医疗服务的价格项目,这标志着技术正加速从实验室走向临床应用。预测2025年,中国脑机接口市场规模将突破38亿元。
专家表示,目前我国初步构建了从电极、芯片等上游,到算法、软件等中游,再到医疗、康养、娱乐等下游的产业链雏形,为“十五五”时期的规模化发展奠定了基础。随着“人工智能+”行动的深入实施,脑机接口有望率先在医疗康养市场形成蓝海,并逐步渗透至更为广泛的民用市场,成为支撑我国高质量发展和新质生产力的关键技术力量。