來源:環球時報
【環球時報報道 記者 陳子帥】編者的話:一名在12歲時意外失去右臂的男孩,如今穿戴著智能仿生手彈奏起悠揚的《茉莉花》——在2026全國腦機接口科技與產業融合創新大會開幕式上,這場表演讓人不禁感嘆,腦機接口的未來已經加速到來。作為“十五五”期間我國著重發力的未來產業之一,腦機接口究竟能夠如何改變人們的生活?這項前沿科技又有哪些新的發展趨勢?《環球時報》記者在大會現場體驗了多款最新的腦機接口設備,采訪了多位業內專家。
親身體驗“意念行走”
《環球時報》記者戴上“腦電帽”,穿上機械下肢,閉上眼睛在腦中想象自己行走的場景。沒想到,機械下肢竟然真的自己走了起來,實現了“意念行走”。西安臻泰智能科技公司的技術人員告訴記者,這款產品是腦機接口技術與外骨骼機器人的結合,“腦電帽”通過電極采集到腦電波信號,再傳輸給機器人執行指令,能夠用于幫助偏癱和脊髓損傷患者等進行康復訓練。“我們的算法能夠讓響應率達到90%以上,延遲在毫秒級別。”
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技術人員演示如何讓盲人“看見”圖像。陳子帥 攝
《環球時報》記者還試戴了該公司另一款“腦電頭帶”產品,該產品能夠幫助患者進行手部的康復訓練。電腦畫面中顯示飛舞的蝴蝶,工作人員讓記者在腦中想象握手的動作,戴上專屬手套后,記者的右手竟然也被動地握緊了,畫面上則顯示正在捕捉蝴蝶。
“讓一部分盲人先見起來”——中科先見公司的展臺上,寫了這么一句話。工作人員向記者演示,給一個頭顱模型戴上搭載攝像頭的眼鏡后,將一張寫上字母A的白紙放在眼鏡前,旁邊的數字屏上顯示出60像素的字母A,這意味著戴上眼鏡的盲人能夠“看到”字母A。工作人員告訴記者,這是一款植入式的腦機接口設備,需要將電極植入大腦硬膜下,芯片能夠將圖像信息處理成電刺激信號,刺激視神經細胞,從而讓盲人“看到”物體圖像。工作人員還介紹說,最新動物實驗的結果顯示,畫面的像素已經提升到1500像素,“這意味著人或者建筑、物體的輪廓都能分辨出來。”
南京大學腦機接口研究院王冉教授在美國從事博士后研究期間,曾幫助一名因中風導致失語、但思維依然活躍的患者恢復表達能力。研究團隊通過植入腦機接口設備采集患者腦電信號,再借助高性能計算機和AI算法,對患者“想說卻無法說出的話”進行實時解碼,并以虛擬人或合成語音的形式表達出來。
該研究團隊向《環球時報》記者介紹稱,該腦機接口系統目前已能夠識別約1000個英文單詞,準確率達到約95%,基本可以滿足患者的日常溝通需求。王冉于去年加入南京大學,目前正尋找講中文的失語癥患者,希望推動相關技術在國內實現臨床轉化和應用落地。
此外,現場還展示了許多用于精神疾病篩查、輔助睡眠的腦機接口設備。
在開幕式上彈琴的男孩周鍵告訴記者,他從2022年9月開始穿戴智能仿生手,如今每根手指都能根據他的想法來執行命令。中國科學院深圳先進技術研究院副院長梁棟告訴《環球時報》記者,未來3到5年,由腦機接口驅動的智能肢體和康復訓練設備會成為科技助殘的主流產品。梁棟說,腦機接口不僅能應用于醫療領域,還將在消費電子、高端制造等領域發揮作用。
技術路線“百花齊放”
來自醫學、人工智能、神經科學及工程領域的與會專家普遍認為,腦機接口正從實驗室技術加速走向臨床和產業化。其技術路線正呈現“百花齊放”的態勢。
公開資料顯示,歷經30年發展,當下的腦機接口技術路線主要分為非侵入式、半侵入式和侵入式。非侵入式是無創的,半侵入式和侵入式都是有創的。業內普遍認為,目前腦機接口最成熟的應用場景集中在醫療領域。
中國科學院深圳先進技術研究院研究員邱維寶向《環球時報》記者介紹了超聲腦機接口的探索。他認為,當前腦機接口發展的核心趨勢是“無創化”,因為大多數人并不愿意接受開顱手術,而無創技術正是未來走向臨床普及的關鍵方向。
邱維寶進一步說,超聲既可以穿透顱骨進入大腦,又能夠從腦組織“反射回來”,因此天然具備形成雙向閉環的能力。其團隊及中國科學院孵化的歡影醫療公司正在推進基于超聲的腦功能成像與神經調控技術,通過毫米級聚焦精度,實現對深腦區域的精準干預。該團隊采用的深聚焦成像技術能夠捕捉微小腦血流變化,并反推出腦功能活動,目前團隊已實現高分辨率腦功能成像,并探索視覺、疼痛、阿爾茨海默病等場景中的應用。
華南理工大學教授黃騏云則重點介紹了可穿戴非侵入式腦機接口的發展。黃騏云認為,相較侵入式技術,非侵入式腦機接口更接近大眾應用場景,在養老助殘、心理健康、教育等領域具有更大落地潛力。其團隊研發的“腦機AI鼠標”可實現殘障人士對電腦、輪椅以及智慧病房設備的控制,“病人可以躺在床上瀏覽網頁、購物”。黃騏云表示,團隊正在推動腦機接口走向消費級產品,目前部分產品已在醫院和電商平臺面向大眾銷售。
南開大學教授段峰認為,未來腦機接口的發展方向之一,是盡量減少傳統開顱手術帶來的創傷。同時,介入式腦機接口也能夠降低治療成本。
清華大學教授、臨港實驗室首席科學家洪波告訴記者,“從產品形態來看,無創腦機接口離普通老百姓更近,無論是利用靈巧手彈琴,還是通過腦電改善睡眠、治療癲癇等,這些都是目前‘看得見摸得著’的。”
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參會者體驗“意念行走”。陳子帥 攝
與無創技術并行發展的,是侵入式與介入式腦機接口路線,其特點是更高精度、更強干預能力,但同時也面臨更高的技術與倫理門檻。
中國科學院自動化所研究員劉冰認為,腦機接口未來的重要突破點在于“大規模寫入”。他說,目前全球腦機接口更多集中在“讀腦”,即運動控制和語言解碼,而未來更關鍵的是如何把外部信息“寫入”大腦,實現視覺、聽覺、觸覺等感知覺重建。劉冰團隊正在開展視覺皮層電刺激研究,希望幫助失明患者恢復基礎視覺能力。
日前,國家藥品監督管理局批準了博睿康醫療科技(上海)有限公司的“植入式腦機接口手部運動功能代償系統”創新產品(NEO)注冊申請,實現腦機接口醫療器械全球首發上市。“這標志著技術含量更高、面向重癥患者的腦機接口已經拉開了序幕。預計今年將有更多腦機接口醫療器械研發和上市。”洪波在大會現場告訴記者。
腦虎科技創始人兼首席科學家陶虎對《環球時報》記者說,腦機接口是人類大腦與外界溝通的信息渠道,是實現人工智能與人類智能融合的核心手段。在他看來,“腦機接口的技術路線沒有高下之分,每個團隊都是根據具體應用進行取舍,思考如何最大限度地發揮腦機接口的作用,同時降低對大腦的損傷。”
據陶虎介紹,該團隊與上海華山醫院為一名高位截癱患者植入了全植入、全無線、全功能(“三全”)腦機接口產品。經過約半年訓練,患者已能用意念控制輪椅、電腦、機械臂等外設,有望實現獨立生活、社會交往乃至工作。
“希望未來每個人都有腦機接口”
腦機接口技術的前景廣闊,但其技術進步與商業落地仍然面臨不少風險與挑戰。
清華大學教授、臨港實驗室首席科學家洪波告訴記者,當前腦機接口還需要在兩個方面進行突破,一是腦科學基礎研究,“大腦如何編碼信息、控制運動、編碼記憶和意識等規律仍在實驗室研究階段。這部分工作應成為今天乃至未來腦機接口發展的基礎。”二是芯片和電極等關鍵器件的攻關。
中國科學院深圳先進技術研究院副院長梁棟認為,腦機接口與人工智能相同,都依賴快速技術迭代來促進發展,“我們不能等到所有東西都準備好了再去使用它,而是要在場景中不斷打磨。”他提到,技術瓶頸正在被逐一打破,在輔助治療、康復等領域,會率先實現突破。
美媒此前報道稱,腦機接口技術最早于上世紀70年代始于美國。中國在上世紀90年代開始在這方面進行探索,但進展迅速。在本次大會現場,接受《環球時報》記者采訪的科學家和企業家普遍認為,在腦機接口領域,中國處在第一梯隊。
強腦科技創始人韓璧丞告訴《環球時報》記者,根據他的觀察,雖然美國在基礎神經科學研究方面起步比中國早十幾到20年,在侵入式腦機接口領域發展也更早,但雙方已經在腦機接口這一賽道形成“并駕齊驅”的狀態。他還提到,中國涌現了許多優秀的實驗室和企業,在產業化和產品落地上具有得天獨厚的優勢。
美國OpenAI公司首席執行官山姆·奧特曼創立的Merge Labs正在致力于無創超聲技術的研究。
梁棟告訴記者,中國科學院深圳先進技術研究院2015年就開始研制超聲神經調控的大型儀器,并進行成果轉化。“從技術角度來看,在非侵入領域,中國是領先的。”
公開報道顯示,未來腦機接口的應用場景還可能進一步拓展。例如在虛擬現實領域,用戶可以通過意念控制虛擬環境中的對象;在工業領域,腦機接口可以用于監測高風險作業人員的精神狀態;在教育領域,也可用于分析學習狀態。
“面向未來,我們希望每個人都能像擁有手機一樣,擁有自己的腦機接口。”洪波告訴《環球時報》記者,盡管還有一定距離,但正如登陸火星需要先發射火箭一樣,“我們正處在腦機接口技術如火箭般騰空而起的時期。”
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