沪上脑机交互盛会展现前沿突破 意念操控与视觉重建点亮希望
近日,“脑智天地”脑机接口产业集聚区迎来全国科研团队与企业代表,集中展示了该领域的最新进展。本次大会主题聚焦脑科学与智能技术的融合,依托本地医疗与科研资源,旨在构建具有国际影响力的研发与产业中心。
一、用意念驱动外部装置
脑机交互技术根据实施方式可分为植入式与非植入式。前者通过手术在脑内安置信号采集装置,能获取高质量神经信号;后者无需手术,通过外部设备读取脑电活动,安全性更高但功能相对有限。本次活动中,多家本土企业发布了领先的植入式技术成果。
一段记录显示,一位高龄使用者通过植入的64通道脑机系统,仅凭思维便能自如操纵轮椅移动。研发人员表示,这种熟练操控源于系统对神经信号的精准解读。该使用者还能借助同一装置,指挥机械犬完成物品运送。
据悉,新一代256通道系统即将开展人体试验。相比现有版本,新系统能捕捉更多脑电活动,有望让使用者以接近常人的速度操作电子设备,流畅驱动多轴机械臂,并对人形机器人进行基础控制。结合专用人工智能,该系统未来或可帮助丧失语言能力的人恢复交流功能。
该技术源于中国科学院相关团队,其开发的超微电极在柔韧度、微型化、生物适配性等方面具备国际优势。
企业同期展示了用于治疗帕金森病、癫痫等顽固性疾病的深部脑刺激系统。该装置以输出电刺激为主、记录信号为辅,已在动物及初步人体试验中验证了功能。
二、为视障人士重建视觉感知
一家计划落户该集聚区的企业,公开了其视觉重建系统的演示。系统中,摄像机拍摄的画面经处理转化为黑白轮廓图像,与原始场景的像素位置对应。研发人员解释,这模拟了视障者植入设备后可能感知的世界形态。“我们的目标是让完全失明者恢复部分视觉功能。”
在该技术方向上,国际已有团队取得进展,其设备获认定为“突破性医疗器械”。该技术不修复眼部,而是直接对大脑视觉皮层进行刺激,以产生光感。
国内团队采用了相似路径,避开眼睛,直接向视觉皮层传递电信号。近期,其在全球首次实现了对复杂形状与多种颜色的交互式重建验证。临床观察表明,通过对视觉皮层的记录与刺激,受试者的视觉体验从简单光点提升至能辨识图形与颜色。
团队负责人表示,这验证了通过脑机交互重建有意义视觉的可行性,下一步将全力推动技术迈向临床应用。落地后,企业有望与顶尖医院合作推进试验,并计划与本地检测机构合作完成医疗器械检验。
集聚区所在行政区已出台专项扶持政策,从产业培育、技术攻坚、生态建设等多方面给予企业实质支持。
三、智能模型提升外部设备性能
在非植入式方向上,一家企业开发的“脑电大模型系统”显著提高了意念控制的精确度。在此前的一项棋类竞技中,参赛者佩戴该企业的脑电采集设备,仅通过思维便完成了每一步行棋。
脑电信号微弱且易受干扰,如何实现精准识别?企业首席科学家解释,大型脑电模型增强了系统的信号解读能力。该机构与医院合作,利用颅内脑电数据与算法优势,开发了目前全球参数规模领先的脑电模型。
随着非植入式技术性能持续进步,其有望为消费电子、智能家居及虚拟现实等领域带来全新操控模式,并在医疗康复行业扩大应用。
大会同期举办的全国性竞赛,正检验着这类未来交互方式的当前水准。赛事设有情绪识别、疲劳检测、意念操控机械臂及赛车等多个项目。在机械臂与赛车操控现场,参赛者佩戴设备,全神贯注地通过思维控制装置完成指定任务,比拼效率与准度。
一位参赛者介绍,机械臂操控项目要求将不同颜色积木夹取并放入对应颜色的容器中,考验了系统的信号解码算法、机械臂运动规划以及采集设备的抗干扰能力。其所属企业的脑电采集康复设备已获医疗器械认证,进入全国多家医院,用于帮助中风患者进行神经功能康复训练。
市科委相关负责人表示,目前已在脑机接口领域取得一系列进展,诞生了多项标志性成果。全球及国内首个相关临床试验相继启动,多款植入式产品已进入国家创新医疗器械快速通道。同时,数款非植入式产品已应用于运动功能康复、精神障碍筛查与睡眠辅助等领域,显示出广阔的应用前景。
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