回顾2022世界人工智能大会,脑机接口作为今年世界人工智能大会的“硬核”亮点之一,是首次以主题论坛形式登陆。

此次脑机接口论坛是由中科院上海微系统所携手脑虎科技共同举办,并在论坛上首次公开发布首款脑机接口集成式颅顶半植入医用级BCI产品及高频脑电信号处理仪和软件算法云平台,进一步引领并推动我国脑科学与智能科技的核心与关键技术,成为壮大经济社会发展的新动能。

随着人工智能、神经生物学、科技的不断进步,脑机接口技术将会成为一次新的科技革命,也是一次新的行业变革,对人类的发展以及社会进步的推动将是无可预估的重大受益。脑机接口让真实与虚幻、线下与线上、现实与梦境的界线不再泾渭分明,甚至被认为是元宇宙的入口之一,随着多元化技术的涌现,脑机接口产业的想象空间正在被打开。

底层技术的发展与突破,让脑机接口行业迎来了“拐点”

脑机接口,是大脑和外部设备之间创建的直接连接通路,它既是神经修复最有效的工具,是目前能有效解决瘫痪、中风、帕金森、渐冻症等患者神经功能受损的有效手段之一,此外它还是全面解析认识大脑的核心关键技术,是国际脑科学最前沿研究的重要工具。

脑虎科技创始人兼CEO彭雷在现场表示,脑计划可谓是人类第四大科学计划,其中脑机接口作为底层核心技术,关乎中国“脑计划”几乎所有关键内容,长期稳定读写大规模神经元动态网络数据成为了技术的重要关键点。由于脑机接口极其复杂且多学科交叉,脑虎科技创始人兼首席科学家陶虎表示,脑机接口的核心是充分发挥人脑的优势,绕过人体自身器官,大脑直接与外界装备进行高效互动,其核心挑战在于,如何在最低限度损伤大脑和最大限度利用大脑之间达到平衡。

彭雷表示,本次发布的产品主要面向的两个市场,一个是以“脑计划”为依托的科研市场,主要是助力“脑计划”的基础研究工具平台;另一个是明确医学价值的医疗市场,针对明确的适应症如渐冻症,高位截瘫、失明等,然后脑虎会按照医疗产品的合规和流程逐步稳妥的推进临床计划。

随着近10年来,脑机接口的底层技术迎来了大幅发展,国内医疗类MEMS产品规模增长率不断提高,医疗器械方面也人工耳蜗到DNS再到RNS、SCS和BCI,国内植入体技术逐步成熟,AI芯片算力从2010年后逐步进入超摩尔时代,这将给脑机记录通道数带来极大的提速机会,同时也有更多具备生物相容性、机械强度和安全性的生物材料被应用于医疗,在算法方面,从亚马逊AWS、AlphaGo到无人驾驶、AI创作,算法让AI真正成为了重要的生产力。正是这些底层技术的发展与突破,让脑机接口行业迎来了“拐点”。

脑机接口是人类医学史上一场深刻变革 将带来新一轮的技术革命

从2010年的Web3.0时代,随着“参与到共建”,应用场景的不断拓展,直至2020年的VR、AR时代,屏幕的每英寸像素密度已经可以达到人眼视网膜的分辨率极限,技术基础越发夯实,随着植入体、芯片技术等奠基学科发展到临界点时,一场可预见式的科技浪潮即将到来,脑机接口将实现从有限走向无限。

相比非植入式,植入式脑机接口在神经信号质量和神经调控精度等关键性能上有着天然的优势,不过植入手术对大脑的创伤、植入器件长期在体的安全性等问题仍是当前的研究瓶颈。论坛现场,脑虎科技发布了最新的科技成果,并展现了其脑机接口核心的技术要素。彭雷表示,能够长期稳定、高通量记录大脑神经细胞电活动的微电极阵列,是脑科学基础研究和包括脑机接口在内的临床诊疗技术的重要工具。其中“高通量、低创伤、长期在体”是脑虎产品主打的三个亮点。

据悉,脑虎科技目前的MEMS工艺方面,利用集成电路制造工艺,从技术路线上颠覆传统医疗器械半手工制备方式,实现了高通量,即深部电极可达2640通道,皮层电极可达1024通道,属于目前全球领先的深部电极设计制造技术。在材料方面,脑虎采用微创蚕丝蛋白电极包裹技术,实现了柔性植入,利用蚕丝蛋白天然抗菌可降解的特性,实现弱排异及低创伤,不易引发炎症,亚毫米级的植入创口,让创伤更小,恢复更快。

毋庸置疑,脑机接口是下一个生命科学和信息技术交叉融合的主战场,代表了一种新兴的、具有潜在破坏性的技术领域,势必掀起新一轮的科技浪潮。

万物智联,人机交互,脑机接口商业前景不可小觑

近日,上海正式发布《上海市数字经济发展“十四五”规划》,其中元宇宙作为提升数字新基建的子赛道之一,引起市场高度关注,《规划》提出,上海将加快研究部署未来虚拟世界与现实社会相交互的平台,加强从底层到应用全链条布局,发展人机交互技术,加快智能人机交互。

未来,脑机接口或是元宇宙终端设备的终极形态,通过将芯片植入大脑,能够在大脑和计算机之间建立神经联系,未来人类或将通过思考控制电脑鼠标、手机或任何设备,真正实现人机互联。脑机接口站上风口,人机协同也呼之欲出,人机协同是人工智能应用的一个新领域新方向,也是人工智能深入生物医药、高端制造领域的一个最新探索。