一位瘫痪在床的病人想喝放在桌上的橙汁,这个念头在他脑中一闪而过,就通过脑机接口传达给了病房里的机器人,机器人已端着橙汁递到他的嘴边。这不是科幻电影里的桥段,而是中国科学院上海分院院长胡金波在国外一所医院里看到的真实场景。
在昨天举行的“脑·机智能融合,让大脑连接未来”的主题论坛上,胡金波用这样一个案例引出话题:将人类智慧与机器智能融为一体的脑机结合,无疑会推动人工智能产业到达新的高度,而经脑机接口进入元宇宙的路径,也将成为我国科技创新产业新的增长点。
解开大脑的终极秘密,脑机接口是现阶段最重要的工具
人脑作为宇宙中迄今发现的最复杂物件,拥有超过860亿个神经元,以及高达万亿、千万亿级别的神经细胞突触连接,其中的奥妙有待进一步开发。
“要想解开人类大脑的终极秘密,现阶段要突破的最重要工具就是脑机接口,”脑虎科技创始人、CEO彭雷,突破了这项工具后,就能长期、稳定地读写人类大脑里的大规模神经元的运动。
“脑机结合技术涉及神经生物学、心理学、物理学、计算科学、信息科学等多种交叉学科,”胡金波说,这是当前脑科学和人工智能领域最活跃的研究方向之一。在应用上,脑机接口技术不仅能帮助治疗人类的神经疾病,也在智能机器人的研发领域具有重要的研究意义和发展潜力。
全球首次,以中国传统材料蚕丝蛋白做脑机接口材料
那么,大脑与机器要怎样才能“连线”成功?据彭雷介绍,目前主要靠3种电极与脑电波“接线” :硅基硬质电极、血管电极、柔性电极。胡金波补充道,使用高通量、柔性材料的脑机接口,是现下国际上最前沿、最具颠覆性的技术之一。
论坛现场就发布了一款由中科院上海微系统与信息技术研究所与上海脑虎科技有限公司联合研发的柔性脑机接口科技成果——用中国传统材料蚕丝蛋白,包裹电极微创植入人脑。这也是全球首次采用这种材料进行接口探索。
彭雷介绍,微创蚕丝蛋白电极包裹技术,基于天然抗菌且可控降解的生物蛋白开发出微创开颅、可自动躲避血管、可自愈的电极微创植入技术,利用蚕丝蛋白把电极柔软的表面固化,让电极硬度介于血管和脑组织之间,方便植入,植入完成后,蚕丝蛋白便会溶解,逐渐恢复之前的柔软。“不仅如此,电极顺应性和脑组织比较接近,运动过程中,电极与脑组织直接保持相对静止,不易引发炎症,亚毫米级的植入创口,让创口更小,恢复更快”。
接入后,还要保证连接可以稳定、持续地输出信号。彭磊告诉记者,脑虎科技自主设计开发的脑电信号处理芯片就可以更好地匹配柔性电极兼容皮层及深部植入的万道脑电信号处理的需求。“这款芯片支持16384通道信号寻址,满足2048通道同时采集,最高采集速率可达48kfps,”他说,此外,这些海量的信息还将储存公司搭建的云端数字脑库上,不仅可以分析海量数据,还可以输出高稳定性的解决方案。
作者:张天弛
编辑:薄小波
责任编辑:戎兵
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