魏仁斌,国内外脑机接口技术现状及发展趋势

小夏 科技 更新 2024-02-03

近日,著名经济学家魏仁斌教授在内部研讨会上即兴发言,畅谈国内外脑机连接现状和发展趋势。 脑机接口(BCI)技术是一种直接在大脑和外部设备之间建立通信的技术。 它的工作原理是解释大脑活动,例如脑电波 (EEG)、功能性磁共振成像 (FMRI) 或近红外光谱 (NIRS) 等信号,并将其转换为控制外部设备(如计算机、轮椅、假肢等)的指令。

以下为魏仁斌教授演讲内容实录。

脑机接口是一个很有前途的领域,有望在未来为人类带来更多的可能性和便利。 然而,它也面临着许多挑战,包括技术困难、伦理问题和社会影响,这需要全球科学家、工程师、政策制定者和公众共同努力,以实现这项技术的可持续发展。

目前,脑机衔接正处于快速发展阶段,尤其在以下几个方面。

首先是信号采集和处理技术。 随着信号采集设备的进步,我们可以更精确地捕捉大脑活动。 深度学习算法的应用大大提高了信号处理的精度和速度。

二是解码算法。 深度学习技术被广泛用于解码大脑信号并识别用户的意图。 例如,通过分析脑电波模式,可以识别用户的特定思维活动,例如想象手写字母或移动光标。

三是应用领域。 脑机计算**用于多个领域,包括医疗(例如,帮助残疾人控制外部设备)、娱乐(例如,脑电波控制的视频游戏)、军事(例如,提高士兵的战场意识)和增强现实(AR)。

第四,长期稳定性和可靠性。 研究人员正在努力提高脑机接口系统的长期稳定性,包括减少信号漂移和提高系统对不同环境和用户状态的适应性。

第五,无线和便携式设备。 为了提高用户的舒适度和便利性,正在开发无线和便携式脑机接口设备,以允许用户在更自然的环境中使用这些技术。

第六,道德规范。 随着科技的发展,相关的伦理和法律问题变得越来越重要,包括隐私保护、数据安全、用户同意等。

第七,国际合作与竞争。 脑机成像是全球研究热点,各国都在积极推进相关研究,竞争与合作并存。

在我国,脑机技术也得到了企业和企业的高度重视,多家研究机构和企业正在开展相关的研发工作。 中国科学家和工程师在脑机接口领域也取得了一系列重要成果,包括发表高水平的学术论文和开发新的脑机接口器件和系统。

脑机成像在国际和国内都取得了显著进展,特别是在医学领域、技术创新、政策支持和伦理讨论方面。

首先是技术研究和应用领域。 国际上,脑机衔接主要应用于癫痫、帕金森氏症、抑郁症、多动症、自闭症、截瘫、中风、阿尔茨海默病等神经系统疾病的医学领域; 在国内,脑机接口也以医疗应用为主,如天津大学牵头的超大规模指令集脑机编解码关键技术,用于高速无创脑机接口系统,以及绥石(天津)智能科技研发的脑机智能人工神经信息系统,这些技术都获得了医疗器械注册证, 标志着国产高性能脑机交互设备在医疗领域的应用已进入加速落地阶段。

二是技术创新和自主发展。 在国际上,2023年被认为是脑机连接的第一年,技术进步包括高速神经信号到句子的转换,以及使用心智打字的重大进展; 在中国,2023年中国脑机接口十大进展中,多项技术成果达到国际领先水平,部分甚至填补了该领域的技术空白。 例如,中电云脑(天津)科技研发的无创神经电生理信号高精度采集芯片,对于构建国内自主可控的神经电生理信号采集与计算产业链具有重要意义。

三是市场和政策支持。 在国际上,脑机技术的发展得到了各国和企业的高度重视,世界各地的研究机构和企业都在积极推进相关研发工作; 在中国,脑机成像得到了强有力的政策支持。 例如,工信部、国家药品监督管理局公布了人工智能医疗器械创新任务入围名单,多个脑机接口项目入围,这标志着我国脑机接口相关医疗器械产品从实验室走向实际应用的开始。

第四,伦理和社会影响。 在国际上,随着技术的发展,相关的伦理和法律问题越来越受到关注,包括隐私保护、数据安全、用户同意等; 在中国,脑机技术的快速发展也引发了对伦理和社会影响的讨论,如何在推动技术发展的同时确保伦理合规和社会责任成为重要话题。

在目前的脑机衔接领域,中国可以采取措施实现弯道超车,在战略战术层面取得进步。

一是在战略层面推动政策和财政支持。 中国可以制定明确的政策来支持脑机衔接的研发和应用,并提供资金支持。 **可设立专项资金,鼓励科研机构和企业开展脑机接口相关研发。 此外,还可以制定相关政策,鼓励人才的引进和培养,为脑机接口产业的发展提供坚实的人才和资金基础。

第二个是在战略层面。 加强国际合作与交流。 中国可以积极与国际组织、合作伙伴和科研机构合作,提高脑机衔接的水平和应用能力。 通过与国际顶尖科学家和研究机构的学术交流与合作,中国可以学习和吸收先进的理论知识、技术方案和实践经验,以加速自身的技术发展和创新。

三是在战术层面加强人才培养和团队建设。 中国可以加大相关领域专业人才的培养和引进力度,打造优秀的研发团队。 通过建立脑机连接研究院和创新基地,吸引国内外优秀科学家和创新团队,在脑机连接的研发和应用方面取得突破。 同时,要加强与学术界和工业界的合作,搭建平台,促进交流协作,促进团队间的合作与创新。

第四,在战术层面,开拓应用领域,培育市场需求。 我国可以选择一些重要的应用领域,如医疗**、军事和虚拟现实等,重点推动脑机关节**的应用,培育市场需求。 通过与医疗机构、军事部门和虚拟现实相关企业的深度合作,开发符合市场需求的产品和解决方案,加大推广力度,提高市场知名度。

例如,中国可以推动脑机成像在医疗领域的应用,例如开发运动相关产品,帮助瘫痪患者恢复运动能力。 此外,我国还可以与军事领域合作,发展脑机技术在军事训练和作战中的应用,从而提高军事训练的有效性和作战能力。 同时,与虚拟现实领域合作,开发脑机技术与虚拟现实的结合应用,提供更加身临其境的虚拟现实体验。

总之,脑机关节是一项非常有前途的新技术。 随着技术的进步,脑机成像可能广泛应用于医疗、辅助器械控制、游戏和娱乐等领域。 脑机成像也可能对人类社会产生深远的影响。 因此,脑机关节的研究非常重要。

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