颠覆人机交互,脑机接口正走向现实

医疗健康 来源:科技日报
2018
08/30
10:43
科技日报 医疗健康

你还未准备好迎接一项新技术,它已开始走出实验室主动拥抱你,比如脑机接口。

近日,一项脑机接口技术大赛在2018世界机器人大会落下帷幕。与此同时,在中国电子学会近日公布的《新一代人工智能领域十大最具成长性技术展望(2018—2019)》里,智能脑机交互赫然在列。

随着科技潮流滚滚向前,脑机接口技术似乎呼之欲出。问题是,它何时降临你我身边?

用意念控制机器

脑机接口,常被简称为BCI。它是指通过在人脑神经与具有高生物相容性的外部设备间建立直接连接通路,实现神经系统和外部设备间信息交互与功能整合的技术。简单来说,就是实现用意念控制机器。它意味着,人与机器的主要交互方式,除了手工输入,以及近几年兴起的人工智能语音交互之外,还可以直接通过大脑向机器发指令。

“之前的人机交互都需要外周肌肉组织参加。比如敲键盘需要用手指,语音交互需要嘴部肌肉,而脑机接口技术则不依赖肌肉组织,它是靠直接提取大脑神经信号来控制外部设备。”清华大学医学院生物医学工程系教授高小榕接受科技日报记者采访时说。

高小榕介绍,目前的脑机接口技术可以分为两类,一类是侵入式,比如在大脑中植入芯片,还有一类为非侵入式,比如戴上可以采集脑电波的头盔或帽子。

“2018年世界机器人大赛——BCI脑控类”赛事所使用的脑机接口技术就属于非侵入式。选手们使用的设备叫做“脑电帽”,这种帽子呈网状结构,帽子上布满采集脑电波信号的传感装置。比赛之前,选手们会戴好脑电帽,为了保证脑电帽更好地采集到脑电波信号,工作人员会拿着类似注射器的装置,向脑电电极内一一注入导电胶。

这次比赛比的不是脑机接口技术本身,而是选手使用脑机接口技术的技能。也就是说,选手们使用的脑机接口设备是一样的,他们的成绩取决于用大脑操控脑机接口设备的能力,分别测试大脑不同区域操控脑机接口设备的能力。

打字,大脑可以比手快

在世界范围内,脑机接口技术正取得引人注目的进展,它允许大脑与机器进行初步交互。

比如“2018年世界机器人大赛——BCI脑控类”赛事的顶叶脑机赛项目测试的是选手通过大脑活动在电脑上输出目标字符的能力。

比赛时,电脑屏幕上会排列出不同字符,选手需要将注意力集中在希望选择的目标字符上。对目标字符的注意会表现为大脑活动,脑机接口设备会捕捉到脑电波信号,最终将目标字符输出在电脑屏幕的任务框内。

“它比的就是哪位选手的注意力更集中,哪位选手的脑电波信号更强。”高小榕也是这次大赛的裁判长,他告诉记者,顶叶脑机赛项目表现最好的选手可达到0.4秒钟输出一个字符,已经比很多人用手打字要快。

除了打字,脑机接口技术还可以真正实现用大脑操控机器,使其动起来。

法国科学院院士、法国国家科学研究院与日本产业技术综合研究所机器人联合实验室主任阿卜杜勒—拉赫曼·切达介绍,通过训练大脑神经的反馈,可以借助脑机接口设备完成诸如让鼠标向左或向右移动的任务。其过程是让人的大脑去想象鼠标往左或往右移动,脑机接口设备在捕捉到大脑信号后,机器会依据指令产生反馈。

阿卜杜勒—拉赫曼介绍,在经过几个月的训练之后,体验者可以实现用意念来顺畅地控制机器臂递送饮料。“在训练的过程中,大脑会产生一些特定的信号模式,机器人会理解这种信号。”阿卜杜勒—拉赫曼说。

“脑机接口技术现在正经历从实验室演示到实际应用的转换阶段。”高小榕说,比如现在已经可以实现用脑机接口技术开汽车,只不过开得比较慢而已。

10至20年或能普及

未来,脑机接口技术的应用场景将会非常广泛。

高小榕介绍,第一类是教育,比如训练学生集中注意力。第二类是医疗领域,比如帮助渐冻症患者或残障人士更方便地操控智能设备。第三类是让正常人的能力得到更好发挥,比如用意念操控电脑或开汽车等等。

但目前来看,脑机接口技术还面临诸多发展瓶颈。

首先,脑机接口设备的使用并不是很方便。比如在“2018年世界机器人大赛——BCI脑控类”赛事现场,观众想要体验脑机接口技术,需要先洗干净头发,戴上脑电帽,再让工作人员往脑电电极与头皮接触部分注入导电胶,导电胶干掉后还需要重新注入,整个过程比较繁琐。

再者,使用脑机接口设备的过程也十分耗费脑力。一位参加此次脑控赛事的选手告诉记者,由于在比赛过程中环境嘈杂,需要选手注意力非常集中,以让脑电波信号被脑机接口设备检测到,所以一段时间后大脑会感到很疲惫。

阿卜杜勒—拉赫曼认为,我们不应只停留在使用脑机接口技术传输低级别的指令,而要用脑机接口技术猜测和预知人类的意图,这样就可以让机器人顺畅并有计划地完成任务。而这则非常仰仗于脑科学的进展。

“目前脑科学领域的进展迟缓,我们还需要在大脑信号检测上实现突破。”阿卜杜勒—拉赫曼说。

高小榕告诉记者,正如在芯片领域一样,脑机接口技术也存在“摩尔定律”,就是其主要技术性能每3年翻一倍。十几年前,使用脑机接口设备每分钟只能输出20比特,而在这次比赛上表现最好的选手每分钟可以输出约700比特。

几年前,人工智能语音接口还是新鲜事物,如今用语音操控智能手机、电脑、音箱等设备已经十分常见。脑机接口技术何时也能像前者一样在生活中触手可及?

高小榕的回答是,10到20年左右。(记者 刘园园)

来源:科技日报

来源:科技日报

为你推荐

147亿,A股医药板块有史以来最大的年度亏损资讯

147亿,A股医药板块有史以来最大的年度亏损

147亿,A股医药板块有史以来最大的年度亏损。近日,A股疫苗明星企业智飞生物(300122 SZ)发布的2025年年报公布了这一“成绩”。这也是智飞生物上市以来首个亏损。

2026-05-12 20:21

恒瑞医药与BMS达成总交易额可达约152亿美元的战略与许可合作资讯

恒瑞医药与BMS达成总交易额可达约152亿美元的战略与许可合作

本次合作协议共包含 4 项恒瑞肿瘤学及血液学项目、4 项 BMS 免疫学项目,以及双方依托恒瑞研发引擎与多元创新技术平台共同研发的 5 项创新项目,值得注意的是,这13在研...

2026-05-12 13:40

徐和平教授荣膺国际视觉与眼科研究协会(ARVO)金质会士(FARVO Gold)荣誉称号资讯

徐和平教授荣膺国际视觉与眼科研究协会(ARVO)金质会士(FARVO Gold)荣誉称号

近日,国际视觉与眼科研究协会(The Association for Research in Vision and Ophthalmology, ARVO)在美国丹佛召开的2026年年会上正式公布了本年度金质会士(ARVO Gold Fellow,FARVO)评选结果。

2026-05-12 13:35

诺和诺德连续三年发起5·11肥胖症科普公益行动,呼吁寻找轻盈人生资讯

诺和诺德连续三年发起5·11肥胖症科普公益行动,呼吁寻找轻盈人生

正逢5月11日肥胖日,“科学减重 健康轻盈”体重管理公益行登陆北京。

2026-05-12 13:31

仁度生物继续停牌资讯

仁度生物继续停牌

5月11日晚间,仁度生物发布公告,继续维持停牌。

2026-05-12 11:32

中国生物技术发展中心:细胞组分及衍生物治疗新技术临床研究备案指引(第1版)资讯

中国生物技术发展中心:细胞组分及衍生物治疗新技术临床研究备案指引(第1版)

本指引适用于在我国境内开展的非以药品注册为目的的细胞组分及衍生物治疗新技术临床研究,本指引所指的细胞组分及衍生物治疗新技术不依赖完整活细胞,是指利用人自体或异体干细...

2026-05-12 10:05

迈瑞遭证监会监管六问资讯

迈瑞遭证监会监管六问

5月8日,中国证监会对外公布最新一期《境外发行上市备案补充材料要求》(2026年4月27日—2026年5月8日),国际司共对7家企业出具补充材料要求,其中包括已于2025年11月10日向港交...

2026-05-10 19:21

生物医学新技术高风险、中风险、低风险分级指南资讯

生物医学新技术高风险、中风险、低风险分级指南

哪些是高风险技术、哪些是中风险技术、哪些是低风险技术?中国生物技术发展中心发布《生物医学新技术风险分级指南》。

2026-05-10 16:28

复星医药至多10.15亿元取得两款FAK抑制剂中国大陆区域独家商业化权利资讯

复星医药至多10.15亿元取得两款FAK抑制剂中国大陆区域独家商业化权利

5月8日,应世生物宣布与复星医药达成战略合作。根据协议约定,应世生物将授予复星医药其自主开发的两款创新 FAK 抑制剂IN10018(Ifebemtinib)、IN10028在中国(不含港澳台地...

2026-05-09 16:14

FDA局长被罢免资讯

FDA局长被罢免

​据国外多家媒体消息,美国总统特朗普已批准罢免美国食品药品监督管理局(FDA)局长马蒂·马卡里(Marty Makary)的计划。

2026-05-09 15:09

河南省药监局局长正接受纪律审查和监察调查资讯

河南省药监局局长正接受纪律审查和监察调查

据河南省纪委监委消息:河南省市场监督管理局党组成员,省药品监督管理局党组书记、局长田文才涉嫌严重违纪违法,目前正接受河南省纪委监委纪律审查和监察调查。

2026-05-09 12:55

这家市值仅23亿的科创板上市公司要筹划控制权变更资讯

这家市值仅23亿的科创板上市公司要筹划控制权变更

5月7日晚间,仁度生物(688193 SH)发布公告于2026年5月8日(星期五)开市起停牌。停牌原因,公告显示为公司控股股东、实际控制人居金良正在筹划可能导致公司控制权发生变更的重大事项。

2026-05-09 10:30

从源头精准调控免疫,维适平为溃疡性结肠炎治疗带来新突破资讯

从源头精准调控免疫,维适平为溃疡性结肠炎治疗带来新突破

近日,“艾曲莫德上市会——溃疡性结肠炎诊疗新进展学术论坛”在北京圆满落幕。

2026-05-08 16:27

罗氏最高10.5亿美元收购病理AI公司PathAI资讯

罗氏最高10.5亿美元收购病理AI公司PathAI

当地时间5月7日,罗氏宣布收购总部位于美国的AI公司PathAI。

2026-05-08 15:06

全国首款大模型多病种AI医疗产品进入国家药监局创新医疗器械特别审查程序资讯

全国首款大模型多病种AI医疗产品进入国家药监局创新医疗器械特别审查程序

近日,国家人工智能应用中试基地(医疗领域)中试推广的智能应用——胸部CT图像辅助诊断软件,成功进入国家药监局创新医疗器械特别审查程序。这是全国首款进入该审查通道的大模...

2026-05-08 13:57

诺和诺德口服减肥药Wegovy片剂销售超预期资讯

诺和诺德口服减肥药Wegovy片剂销售超预期

5月6日,诺和诺德公布2026年第一季度财报。最受关注的无意是口服减肥药Wegovy片剂。

2026-05-08 12:59

国家集采,儿童专用药与成人用药将分组采购资讯

国家集采,儿童专用药与成人用药将分组采购

5月7日,国家卫健委官网发布《关于改革完善儿童用药供应保障机制的实施意见》,明确提出在国家组织药品集中带量采购中,对儿童专用药与成人用药分组采购。

2026-05-08 11:19

国家药监局、公安部、国家卫健委、国家医保局等7部门联合印发《医药代表管理办法》资讯

国家药监局、公安部、国家卫健委、国家医保局等7部门联合印发《医药代表管理办法》

这是自2020年9月国家药监局发布《医药代表备案管理办法(试行)》以来的首次修订。

2026-05-07 21:48

泽安生物完成3800万美元融资,加速推进“髓系细胞衔接器”免疫治疗管线 资讯

泽安生物完成3800万美元融资,加速推进“髓系细胞衔接器”免疫治疗管线

本轮融资由高瓴创投(GL Ventures)领投,一家国际主权财富基金大额跟投,博裕创投、五源资本、蓝驰创投等多家现有股东亦追加投资

2026-05-07 11:07

拜耳asundexian(BAY 2433334片)用于降低缺血性卒中或短暂性脑缺血发作成人患者的卒中(复发)风险的注册申请获国家药品监督管理局药品审评中心受理资讯

拜耳asundexian(BAY 2433334片)用于降低缺血性卒中或短暂性脑缺血发作成人患者的卒中(复发)风险的注册申请获国家药品监督管理局药品审评中心受理

用于降低缺血性卒中或短暂性脑缺血发作(TIA)成人患者的 卒中(复发)风险,不包含心源性栓塞性卒中患者”的上市申请已获国家药品监督管理局药品审评中心受理。

2026-05-07 10:48