只是看著電腦屏幕上的指令,就可以通過無形的腦電信號,用“意念”直接操控?zé)o人機(jī)行動。這是近期發(fā)生在濟(jì)南高新區(qū)山東中科先進(jìn)技術(shù)有限公司實(shí)驗(yàn)室里的一幕。只見研究人員頭戴腦電采集帽,不動手不說話,身后的三臺小型無人機(jī)迅速從地面升起,在半空中做著上下、左右、前后翻轉(zhuǎn)等動作,一套下來行云流水,穩(wěn)穩(wěn)當(dāng)當(dāng)。此外,用“意念”打字進(jìn)行互動交流,用“意念”控制外骨骼機(jī)械輔助行走等一幕幕充滿科幻色彩的場景也真實(shí)展現(xiàn)在眼前。

(研究人員正佩戴腦電采集帽控制無人機(jī)飛行)
這些曾經(jīng)只有在電影中出現(xiàn)的畫面能得以實(shí)現(xiàn),都?xì)w功于山東中科先進(jìn)技術(shù)有限公司(以下簡稱山東先進(jìn)院)的腦機(jī)接口技術(shù)?!啊X機(jī)接口’就是在人的大腦與外部設(shè)備之間,搭建起一條傳遞信息的‘高速公路’,不通過手和嘴就可以直接控制外部設(shè)備,真正實(shí)現(xiàn)‘意念控制’。它可以幫助殘疾人實(shí)現(xiàn)自主行走,幫助漸凍癥患者與外界交流等等?!鄙綎|先進(jìn)院總經(jīng)理李衛(wèi)民介紹,“目前我們是國內(nèi)少數(shù)幾家研究腦機(jī)接口并上市推廣的企業(yè),處于國內(nèi)領(lǐng)先水平。”
2025年腦機(jī)接口技術(shù)迎來里程碑式進(jìn)展,已成為全球科技競爭的新焦點(diǎn)。國際上,由埃隆?馬斯克創(chuàng)建的Neuralink公司宣布第三代植入設(shè)備體積縮小至5.2mm,漸凍癥患者文字輸入速度提升至28字符/分鐘;國內(nèi),清華大學(xué)非侵入式技術(shù)進(jìn)一步升級,首次滿足實(shí)時運(yùn)動控制需求……

(研究人員正通過腦機(jī)接口設(shè)備控制外骨骼機(jī)械自主行走)
而濟(jì)南,作為近幾年的熱門旅游城市之一,當(dāng)游客們還在津津樂道它的歷史文化與泉城機(jī)接口并不是為了“追熱度”而忽然出現(xiàn)的。
山東先進(jìn)院就是證明。早在2018年山東省有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)赴南方考察時,就對中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院的發(fā)展模式十分認(rèn)可。于是為復(fù)制深圳先進(jìn)院“外溢機(jī)構(gòu)產(chǎn)業(yè)園區(qū)運(yùn)營”的先進(jìn)模式,2019年2月27日,濟(jì)南市人民政府、濟(jì)南高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)管理委員會與中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院合作簽約。同日,山東中科先進(jìn)技術(shù)研究院有限公司落戶濟(jì)南高新區(qū)。
山東先進(jìn)院成立后,濟(jì)南高新區(qū)給予了全方位政策支持:成立初期即撥付2000萬元啟動資金,此后每年設(shè)立6000萬元重大課題專項(xiàng)資金,用于支持其科研項(xiàng)目申報(bào)、產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目孵化及高端人才團(tuán)隊(duì)引進(jìn)。在人才保障方面,山東先進(jìn)院引進(jìn)的杰出人才可優(yōu)先納入“濟(jì)南5150計(jì)劃”等重點(diǎn)人才政策扶持范圍,并優(yōu)先推薦申報(bào)“火炬計(jì)劃”“泰山產(chǎn)業(yè)領(lǐng)軍人才”等國家及省級人才項(xiàng)目。同時為高層次人才配套人才公寓,切實(shí)解決科研人員居住需求……在一系列幫扶政策的支持下,山東先進(jìn)院——這個由政府、開發(fā)區(qū)和研究院三方共建的新型研發(fā)機(jī)構(gòu)一步步成長起來,也為6年后腦機(jī)接口項(xiàng)目的成功埋下了希望的種子。
和國際上侵入式研究路徑不同,山東先進(jìn)院選擇的是非侵入模式,不需要將電極植入大腦,只需要將之附著在頭皮上。這種研究路徑雖然避免了電極對人體的傷害,但也意味著采集信號的難度大大增加?!拔覀兠媾R的主要問題就是,如何保證從采集到的微弱信號中得到想要的信息。”腦機(jī)接口研究中心執(zhí)行主任彭福來介紹,“和植入式不一樣,腦電信號在輸送過程中不僅非常微弱,還面臨非常多干擾,比如噪音、電磁波,哪怕眨一下眼睛,腦電采集帽采集的大腦信號就完全不同?!?/span>
為此,研究團(tuán)隊(duì)從加強(qiáng)前端信號質(zhì)量和后端信號解碼處理兩方面入手,攻堅(jiān)克難,自主研發(fā)腦機(jī)接口應(yīng)用裝備,不斷改進(jìn)裝備的技術(shù)指標(biāo),更新相關(guān)算法技術(shù)。最終經(jīng)過多次迭代,該腦機(jī)接口系統(tǒng)的采集精度目前可達(dá)到4000次/秒,配套算法準(zhǔn)確率達(dá)90%以上。“我們現(xiàn)在是國內(nèi)第一梯隊(duì)的水平,在國際上也有領(lǐng)先優(yōu)勢?!迸砀碚f。
從2019年首次做出腦機(jī)接口實(shí)驗(yàn)室裝備,到2023年腦機(jī)接口相關(guān)產(chǎn)品首次走出實(shí)驗(yàn)室,產(chǎn)生商業(yè)價值,再到2024年8月,腦機(jī)接口產(chǎn)品在“世界機(jī)器人大賽”中斬獲產(chǎn)業(yè)貢獻(xiàn)獎。5年間,濟(jì)南高新區(qū)靜待花開,終于迎來屬于濟(jì)南“人機(jī)共生”的春天。
截至目前,山東先進(jìn)院的腦機(jī)接口產(chǎn)品成功應(yīng)用在301醫(yī)院、齊魯醫(yī)院、紅會醫(yī)院等醫(yī)療機(jī)構(gòu);哈爾濱工業(yè)大學(xué)、深圳大學(xué)、濟(jì)寧醫(yī)學(xué)院等高校,累計(jì)為20余家機(jī)構(gòu)的科學(xué)研究、疾病診斷提供強(qiáng)有力的支撐。
而濟(jì)南高新區(qū),作為國家戰(zhàn)略的核心承載區(qū)和科技創(chuàng)新的策源地,也正在腦機(jī)接口這個未來產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域奮力引跑。(編輯:馮是越)