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中国脑机接口应用驶向蓝海——专访脑机接口产业联盟秘书长李文宇
来源:新华社客户端 | 作者:proac3c72 | 发布时间: 2024-06-02 | 93 次浏览 | 分享到:
我国脑机接口应用百花齐放,已广泛用于多种场景。
《瞭望东方周刊》记者宋瑞,特约撰稿胡震洲 编辑陈融雪
2023年8月16日,北京,工作人员在2023世界机器人大会演示脑机接口智能治疗系统平台(王毓国/摄)
2024年初,工业和信息化部等七部门联合印发《关于推动未来产业创新发展的实施意见》(以下简称《意见》,“脑机接口”被列入未来产业十大创新标志性产品。《意见》明确要求,“突破脑机融合、类脑芯片、大脑计算神经模型等关键技术和核心器件,研制一批易用安全的脑机接口产品,鼓励探索在医疗康复、无人驾驶、虚拟现实等典型领域的应用。”
在4月26日举行的“2024中关村论坛丨脑机接口创新发展与应用论坛”上,脑机接口产业联盟发布《2024脑机接口产业创新十大案例》,展示了我国脑机接口核心技术、关键产品、行业应用的最新突破。
2024年4月26日,脑机接口创新发展与应用论坛在北京举行。该论坛是2024中关村论坛平行论坛之一。图为论坛现场
“从对脑卒中、脑创伤、癫痫、抑郁症等患者开展检测、治疗和康复训练,到实时监测驾驶员或作业人员的疲劳状态并及时提醒,再到辅助调节睡眠、缓解乘客晕车不适……这些案例显示,当前,我国脑机接口应用百花齐放,已广泛用于多种场景。”脑机接口产业联盟秘书长李文宇表示,发布案例,旨在激发更多企业和研究机构的创新热情,推动脑机接口技术不断进步、应用场景不断拓展。
作为搭建脑与机器沟通交流的“信息公路”,脑机接口正为我们打开通往未来的大门。如何回顾我国脑机接口发展历程?如何点评现状?脑机接口技术有哪些风险,还能带给我们哪些想象?就此,李文宇接受了《瞭望东方周刊》的专访。
李文宇
起步晚、发展快
《瞭望东方周刊》:2024年,是人类大脑脑电波被德国精神科医生汉斯·伯杰(Hans Berger)发现的第100年。回顾这100年,我国脑机接口发展有哪些里程碑事件?
李文宇:从我国脑机接口的发展进程看,起步最早的是清华大学。
1999年,清华大学团队开发出四目标SSVEP(稳态视觉诱发电位)脑机接口,实现了脑电控制光标移动。该团队参加了第二、第三届国际脑机接口会议并作学术报告,传播我国在此领域的研究进展。
十多年后,我国脑机接口的研发成果密集落地。
2014年,南开大学、国防科技大学相继研发“脑控机器人”系统;2016年,中国天宫二号开启太空脑机交互实验;2018年,清华大学团队通过视觉脑机接口系统,帮助渐冻症患者完成诗句朗诵;2019年,天津大学主导的“脑语者”芯片发布;2020年,浙江大学实现国内首次植入式脑机接口技术新突破;2022年,南开大学教授段峰牵头的非人灵长类动物介入式脑机接口实验获得成功;2023年,宣武医院和清华大学进行无线微创脑机接口临床试验,患者实现自主喝水等脑控功能。
至今,我国脑机接口应用百花齐放,已广泛用于多种场景。
《瞭望东方周刊》:你亲身见证了我国脑机接口发展历程,目前现状如何?
李文宇:我国脑机接口技术起步相对较晚,但发展迅速,已在多个方面取得显著进展。
比如:在研究推动方面,我国脑机接口相关专利和论文数量逐年攀升;清华大学、上海交通大学等不断形成开放大数据集,有力推动算法性能提升;天津大学发布中国首个脑机接口开源软件平台 MetaBCI,有助于解决数据分布散乱、算法复现困难、在线系统效率低的问题。
在芯片、电极、材料等核心技术研发方面,中科院自动化所、海南大学、武汉衷华等团队成功研发了具有世界先进水准的相关芯片;中科院半导体所孵化的集萃脑机所已推出凝胶快捷电极、梳齿干电极、粉末电极、脑电头带等面向不同场景需求的产品;微灵医疗研制的高密度网状超柔顺神经电极阵列,贴附在脑皮层表面就能获得高时空精度神经信号,解决了传统电极植入靶点只有一次寿命的技术难题。
2023年10月22日,武汉光谷科技会展中心,东湖论坛衷华脑机融合科技发展有限公司展区引人注目
在技术落地方面,脑机接口诊断治疗走向临床,正向个性化和精准化发展。清华大学、浙江大学参与研发的脑机接口系统已在浙大二院、天坛医院和宣武医院进行临床试验,显著提高了患者生活质量;部分医疗领域已有产品成熟落地,上海术理、西安臻泰等企业的卒中康复脑机接口设备已取得二类医疗器械注册证。
在行业应用方面,脑机接口正在全面开花。在工业安全领域,北京华脑、山西帝仪等企业开发了基于脑机接口的智能安全监测系统,为工人的安全保驾护航;在成瘾干预方面,北京视友、上海大学通过脑机接口技术帮助戒毒人员平稳度过戒毒期,提供个性化的心理支持和训练;在交通驾驶方面,华南脑控开发的脑机接口正念冥想系统为晕车提供全新解决方案;在睡眠辅助方面,浙江柔灵、浙江强脑等推出了检测脑状态的睡眠辅助仪。
在市场拓展方面,品驰医疗、博睿康等领军企业市场份额不断扩大,影响力不断提升,已走出国门,进军海外市场。
《瞭望东方周刊》:请介绍脑机接口产业联盟,以及联盟成立以来取得的重要成果。
李文宇:2023年2月8日,在工业和信息化部指导下,中国信通院联合88家单位成立了脑机接口产业联盟。目前,联盟会员单位已达 195 家,涵盖产、学、研、用、医多方;赵继宗、顾晓松、张平、骆清铭、蒲慕明、戴琼海等6位院士担任联盟的专家委员会主任委员。
脑机接口产业联盟致力于搭建产学研医集聚的产业生态、加强科技前瞻研判、夯实场景应用基础、促进国际交流合作和推动科普宣传。
一年以来,联盟已举办多个高水平论坛和多形式展览。比如“2023中关村论坛丨脑机接口创新发展论坛”、2023脑机接口五十周年大会、ICT深度观察论坛、“2024中关村论坛丨脑机接口创新发展与应用论坛”等。目前,我们正筹划在2024联合国人工智能向善(AI for Good)全球峰会上举办脑机接口展览,将组织国内外脑机接口企业参展。
2023年8月19日,北京亦庄会展中心,2023世界机器人大会BCI脑控机器人大赛现场
技术前沿亟待突破
《瞭望东方周刊》:脑机接口技术应用场景有哪些?有哪些值得期待的发展红利?
李文宇:医疗领域是脑机接口技术的重要应用方向,已有一些产品获得美国食品药品监督管理局(FDA)的上市批准。例如,美敦力、雅培等用于治疗中晚期帕金森病的脑起搏器,脑机接口初创公司“神经解决方感”公司(Neurolutions)用于慢性中风患者上肢康复的脑机接口系统。此外,脑机接口技术被寄望为抑郁症、多动症、自闭症、阿尔茨海默症和睡眠障碍等精神和神经相关疾病带来新的诊疗方案。
在医疗领域以外,脑机接口技术也有广阔空间。比如,在教育领域,能提升认知能力和协助职业规划;在工业生产领域,能协助安全监测保障作业人员安全;在体育领域,能辅助运动员和教练提高训练效果;在消费领域,能客观评估用户体验和优化产品设计;在航天航空领域,能辅助训练和客观反馈训练者感受等。
《瞭望东方周刊》:全球科技发达国家都高度重视发展脑机接口,当前,最亟待突破的技术前沿是什么?
李文宇:2023年,我们征集了全球共同关注的脑机接口科学问题,确定了十个前沿方向。
具体包括:如何设计自然高效的脑机交互新范式?如何构建面向脑机接口的神经编码模型?如何实现快速准确高效的脑信息解码?头皮脑电的空间和幅值分辨率极限是多少?如何基于脑机接口实现复杂对象的高效控制?如何实现脑机融合与混合增强智能?如何基于脑机接口实现大脑感知觉增强?如何基于脑机接口实现运动功能的有效康复?如何基于脑机接口实现情感障碍疾病的有效诊疗?如何基于脑机接口实现对意识障碍患者的意识检测、辅助交流和促醒?
更先进、更安全、更便捷
《瞭望东方周卡》:开展脑机接口,我国具有哪些优势?对标国际顶尖水平,你有哪些具体建议?
李文宇:发展脑机接口技术,我国具备四大优势。
一是我国拥有庞大的科研团队和丰富的科研资源及人才储备,为脑机接口技术的研究和创新提供了坚实的基础。
二是我国政府高度重视脑机接口技术的发展,通过政策和资源支持,为相关企业和研究机构提供了良好的发展环境。
三是我国在脑科学、人工智能等领域取得系列重要进展,为脑机接口技术的研发提供了有力的支撑。
四是我国具有庞大的人口基数与丰富的应用场景,为脑机接口技术的应用和场景拓展提供良好基础。
《瞭望东方周刊》:我国脑机接口技术的发展还面临哪些挑战?
李文宇:挑战主要在两个方面:一是创新资源保障,国内企业多处于初创期,对高端人才和科技创新资金的需求较大;二是产业生态发展,部分关键器件的研发制造有待加速。
脑机接口是一个融合多个学科先进理论与前沿技术的领域,产学研结合非常紧密,需要有更多有效的政策扶持,推动该领域发展。
与国际顶尖水平相比,我们还需要进一步加强原创性研究、提升集成化整合能力、强化核心器件和高端设备自主开发能力、构建完善产业链、培养高端人才、加强国际交流与合作,以提升整体竞争力。
《瞭望东方周刊》:如果有机会,你会接受脑机接口吗?你如何看待脑机接口的风险与未来?
李文宇:对我来说,是否接受脑机接口,取决于实际需要。
对于神经性疾病患者,脑机接口可以帮助患者对外交流、加速运动功能恢复等,大多数患者接受程度高。因此,植入式脑机接口在相当一段时间内主要还是用于难治型神经性疾病。对于普通正常人来说,非植入式脑机接口更容易接受,可以应用在疲劳检测与干预、睡眠改善和交互娱乐等方面。
脑机接口的风险主要在三个方面:第一,脑机接口的广泛应用会带来信息安全和个人隐私保护等问题,如黑客攻击和个人信息泄露;第二,植入式脑机接口还存在手术风险、感染风险以及可能的神经损伤;第三,脑机接口可能改变人类与机器之间的界限,引发一系列伦理和法律问题。
对于脑机接口的未来,我是乐观的,期待随着科技进步,脑机接口技术朝着更先进、更安全、更便捷的方向发展。我期待脑机接口技术为人类带来更大福祉。


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