“意念手写”已不再是科幻中的桥段,猴子也能意图念操纵游戏杆。这一切都归功于脑机接口技术的最新成果。脑机接口曾经被公以为是下一个生命迷信和信息技术交叉交融(BTIT)的主战场,代表了一种新兴的、颠覆性的技术范畴。
脑机接口分侵入式和非侵入式,侵入式的脑机接口设备在医学上的运用非常成功,目前全球迷信家正在探求非侵入式的设备,中国参与者曾经具有了与全球同台竞技的才能。
“免开颅”接受度高但功能待解
第一财经记者在采访中了解到,中国团队正在鼠、兔、猴等动物身上展开一种所谓“免开颅微创植入”的脑机接口技术的研讨。只需在小鼠的头顶悄然开一个直径比毛孔还要细的小孔,并将一根细如发丝的柔性电极插入小鼠的大脑中,就能集成上千通道的信号通量,采集小鼠的脑部活动信息。
此前,中国团队在“脑机接口”方面曾经做了大量的工作。去年,浙江大学研讨团队已完成应用Utah阵列电极完成了高位截瘫患者意图念控制机械臂完成握手、饮水、进食等动作。将来,可发展其成为超越智能手机的脑机接口智能终端,人们得以经过看法操控周围的设备,并赋予超越常人的耐力、速度、精度和效率。
中科院上海微系统与信息技术研讨所副所长、“免开颅微创植入”脑机接口项目担任人陶虎研讨员对第一财经记者表示,“脑机接口”技术可运用于临床严重脑疾病诊治和脑功能探求,该技术也是处理渐冻症、高位截瘫、癫痫等严重脑疾病的重要手腕,是将来“人机物”三元共融、万物感知的核心技术。
位于旧金山的生物科技初创公司Synchron团队也正在开发一种不需求开颅手术就能将设备植入患者大脑的方法。应用神经血管平台,运用当下非常盛行的神经介入技术,就能将脑机接口设备安全穿过患者的血管,植入患者脑中。在设备植入后,可采集大脑信号,并将大脑信号传递到接收器,再由破译器将大脑信号转换成可以被电子设备所用的信息。
陶虎以为,目前“脑机接口”技术的核心应战在于,如何在最低限制损伤大脑和最大限制应用大脑之间达到平衡。相比非侵入式脑机接口,侵入式脑机接口在神经信号质量和神经调控精度等关键功能上有着自然的优势,不过侵动手术对大脑的创伤、侵入器件长期在体的安全性等成绩仍是当前的研讨瓶颈。
在中国,一些穿戴式的“脑机接口”设备正在引领医疗器械产品的大规模迸发。经过将“脑机接口”与人工智能技术的交互交融,曾经有不少从事“脑机接口”设备开发团队开发出一些针对特定疾病干涉的可穿戴设备。
从事“脑机接口”穿戴式产品开发的脑陆科技创始人、研发迷信家卢树强表示:“对于非侵入式设备来说,一定需求不断去接近侵入式设备采集的信号极限,将来可以使得非侵入式的设备去取代侵入式设备的功能,比照完成基于非侵入式脑机接口设备对帕金森等疾病等干涉和治疗。”
核心零部件仍待国产化
作为大脑和外部设备之间创建的直接衔接通路,“脑机接口”技术不只是神经修复最有效的工具,也是片面解析看法大脑的核心关键技术,是国际脑迷信最前沿研讨的重要工具。
中国迷信院院士、清华大学人工智能研讨院声誉院长张钹表示:“基于脑迷信研讨的产业,不管是侵入式或者非侵入式,实践上都照旧处在初期发展的阶段。所以,中国要想内行业的层面或者迷信研讨的层面上赶超世界程度,独一的途径就是从科技和行业发展的初期参与其中,才有能够在这个范畴中间占到重要的地位。”
环顾世界,除了马斯克的Neuralink,美国国防高级研讨计划局(DARPA)、Facebook、谷歌、亚马逊等商业巨头也都在积极规划“脑机接口”范畴,成果不断涌现,并已构成较高的技术壁垒。
目前国内照旧缺乏原创性“脑机接口”核心技术,并且技术规划分散、缺乏系统性。在这一背景下,中国神经范畴专家以为,中国“脑机接口”的关键器件和高端装备国产化是必然趋向,也是中国最有能够迎头赶上并片面超越的范畴之一。
上海交通大学智能交互与认知工程上海高校重点实验室主任吕宝粮表示:“脑机接口的信号采集触及到各种材料以及芯片算法等软硬件结合的技术,整个系统非常复杂,技术要求高。但是以CT设备为例,过去都是出口产品,但最近几年,国产设备也有抢先全球的产品。”
中国迷信院院士、中科院脑迷信与智能技术杰出创新中心学术主任蒲慕明对第一财经记者表示:“脑机接口触及脑活动调控技术,包括脑控和控脑,以及新一代机器学习模型和类脑计算系统、类神经元的芯片、处理器、存储器和智能机器人等技术,大数据信息处理和计算新实际的发展,将来需求在超柔神经界面、电极和芯片系统等方面获得打破。”
中国迷信院院士、浙江大学医药部主任、复旦大学脑迷信转化研讨院院长段树民教授对第一财经记者表示:“脑机接口触及大脑信息的搜集、解码以及输入,目前最具应战性的环节是信息的解码,将依赖于发展多种研讨手腕来获得打破。” |