脑机接口
2024-03-11
2023年5月4日,全球首例非人灵长类动物介入式脑机接口试验在北京获得成功,该试验在猴脑内实现了介入式脑机接口脑控机械臂。介入式脑电传感器通过颈静脉,进入矢状窦,到达猴运动皮层脑区,在术后成功采集并识别非人灵长类动物介入式脑电信号。
早在2020年底,上海瑞金医院开始通过脑机接口和脑深部电刺激方法,尝试治疗难治性抑郁症。
脑机接口蕴含巨大生产力潜能,是新质生产力的重要组成,是未来产业布局方向,对推动科技进步和经济社会发展具有重要意义。2023年12月26日,中国信息通信研究院联合脑机接口产业联盟发布《脑机接口技术发展与应用研究报告(2023年)》。报告指出,脑机接口产业下游较明晰的应用方向不少于30种,主要分为医疗和非医疗两类。医疗仍是脑机接口当前主要产业化方向,下游企业中医疗方向占比56%,消费、工业、教育等非医疗企业占比44%。报告统计,截至2023年第一季度,全球脑機接口代表性企业超500家。从地域上看,美国和中国是脑机接口企业重要来源国,处于全球第一梯队。
现实生活中,很多人不知道脑机接口为何物。脑机接口(Brain-Computer Interface, BCI)是一种通过从人脑中获取信号并将其翻译成控制计算机或其他外部设备的指令的技术。这种技术的目的是建立一种直接的通信渠道,使人脑能够直接与计算机或其他外部设备交互,而无须使用传统的输入设备,如鼠标、键盘或语音识别软件。
脑机接口技术的基本原理是通过采集和解析人类大脑的神经信号,将其转换成计算机可以理解的指令,实现与计算机和外部设备的交互。从脑电技术应用来说其技术原理主要有脑电信号采集、信号预处理、特征提取、模式识别、控制指令输出。
脑机接口的常用范式包括事件相关电位范式、意念运动范式、脑-电刺激范式、脑-机-脑范式,此外,还有如神经反馈训练范式、语音识别范式、视觉注意范式等。每种范式都有其独特的应用场景和技术挑战。
目前,脑机接口技术处于应用普及期,人们可以进行多种应用,如控制轮椅、机器人、智能家居等,也可以用于人机交互、游戏、娱乐等方面。此外,脑机接口技术还可以用于医疗领域,如康复训练、帕金森病和脑瘤等神经系统疾病的治疗。预计到2032年,有望实现“应用解决方案效果良好,多类解决方案走向成熟商用”的目标 。