智领江苏深耕脑机接口,让意念控制成为

用意念去打字、用意念去作诗、用意念去交流……这些听起来匪夷所思的事,通过脑机接口技术应用,已经成为现实。前不久,在中央电视台《挑战不可能》节目中,渐动症患者王甲通过穿戴由我国技术团队研发的脑电打字技术装备,实现了脑电波意念打字,构建了渐冻症患者与外界沟通的桥梁。

江苏省产业技术研究院江苏集萃脑机融合智能技术研究所有限公司技术总监,中国科学院半导体研究所研究员、博士生导师王毅军,正是这个装备的技术主创者。他长期从事神经工程和计算神经科学的研究,研究领域包括脑机接口、生物医学信号处理和基于脑电信号的脑成像方法。他不仅让意念控制的电影片段成为现实,更帮助许多残障人士向不可治愈的疾病发出最顽强的挑战。

脑机接口辅助残障人通讯

脑机接口是什么?王毅军表示,脑机接口技术通俗地说,就是对人类大脑活动做一个实时监测,根据监测分析解读出你想表达的控制指令是什么,它实际上是一种“读脑”技术,在人机交互场景下,脑机接口能够实现大脑和外界环境的直接交流。

想让机器实现“读脑”的功能,可不是一件容易的事。“实现脑机融合,我们就需要在大脑和外部设备之间建立起一个直接通讯和控制的通道。”王毅军向记者解释,目前建立这个通道包括无创和有创两种方式:有创,就是在大脑中植入电极采集神经元活动,需要通过外科手术来实现电极的植入;无创,则是在头皮上用电极来采集脑电信号,这两种方式各有利弊。

目前,王毅军团队主要专注于高通讯速率的脑机接口、可穿戴式脑机接口以及群体脑机接口等几项技术的研发。这几项听起来“高大上”的技术,在具体应用领域却显得特别接地气。“我们希望帮助一些丧失运动能力的残疾人,通过将人脑神经信号直接和外部设备建立通讯通路,增强人体的感知和认知能力,为他们提供一个新的辅助通讯和交流的手段。”王毅军说,目前技术已应用在医疗健康、康复训练等领域。

除以上领域外,随着消费电子、智能硬件的发展,脑机接口技术在教育娱乐方面的应用也有了延伸。同时,在元宇宙概念、虚拟增强现实产业发展的背景下,王毅军更是发现了脑机接口更大的应用前景,他说:“也许,它还可以成为现实世界链接元宇宙的一个入口。”

20年耕耘布局前瞻领域

“虽然我国在相关领域的研究起步比较晚,但令大家高兴的是,我国在‘十四五’规划中,在人工智能、脑科学的相关规划中,将脑机接口技术纳入关键技术。”王毅军激动地说。

虽然,脑机接口目前还是个极具前瞻性的技术,但王毅军已经在这个领域深耕了20余年。

不论本科还是硕博期间,他每一次对研究领域的选择,都流露出对交叉学科的偏爱。从年在清华大学学习生物医学工程专业开始,到后来硕博专攻脑机接口技术,而后又在中科院、江苏省产业技术研究院,他都在与交叉学科领域打交道,而且特别喜欢跨学科的科研合作。

年,受江苏省产业技术研究院创新体制机制的吸引,王毅军加入江苏产研院建所项目经理陈弘达团队,共同实施关于脑机融合智能技术在江苏的研究所筹建与产业化活动开展。经过近一年的参与调研和筹备,江苏集萃脑机融合智能技术研究所建设成功。在他看来脑机所就是一个新型研发机构,也是一个由江苏省产业技术研究院、中科院和苏州高铁新城三方合作共建,设置六大研发中心并具有全球竞争力的脑机融合产业示范基地。

仅用3年时间,在年世界机器人大会上,由脑机所主持研发的八通道脑电采集系统正式发布,实现了脑电采集芯片、系统微处理器、无线传输等核心器件和模块的国产化,打破了国外的技术垄断,压缩了系统成本。更令他和团队感到自豪的是:在很长的一段时间内,团队研发的高速率脑机接口成果保持着脑机接口通讯速率的世界最高水平。

虽然取得了这样的成绩,但他并不满足。“从世界范围内来说,因为脑机接口技术本身并不是很成熟,加之应用场景种类较多,所以整体还处于早期研究阶段,真正落地需要进一步探索。”王毅军认为,如果想真正广泛应用这个技术,还需要成立项目公司与市场做更进一步的对接。

哪怕有很长的路要走,也必须一步一步推进。“很快,我们将成立项目公司去孵化团队的技术成果,让我们的成果走进科研市场、走到临床医疗领域。”王毅军说。

长远规划学科人才培养

江苏集萃脑机融合智能技术研究所目前有40余名研发人员,占比高达80%以上。身为技术总监,求贤若渴的王毅军对人才引进有着自己的想法。

“我们非常需要交叉学科人才的加入,专业人才的选择方向包括生物医学工程、神经科学、计算机、电子等多个方向。”他说,脑机所的项目或者产品研发,需要跨学科专业人才持之以恒、脚踏实地通力合作,所以除了学科背景、研究经历的考量外,人才的合作与交流能力也是重点考虑的方面。

脑机接口行业将在未来获得快速发展,王毅军希望能形成一个完整的产业链。在这条“链”上,在上游做脑机接口芯片、系统、数据服务等,中游则是偏向应用的脑机接口产品,而下游则是项目公司针对不同领域做应用。“下一步,我们希望进一步细分应用领域,并在细分领域实现产品的规模化,脑机接口技术发展需要有一个长远规划。”王毅军说。

未来,他还希望团队能参与到脑机接口科普工作中去,让对这项技术并不了解的普通老百姓,特别是为青少年搭建一个直接体验脑机接口技术的平台,通过参与脑机接口比赛等形式,帮助青少年点燃科学梦想,引导他们长大后参与到前沿技术研发中来。

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来源:江苏科技报

记者:夏文燕

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