新突破!祝賀中國科學(xué)家
時間:2024-05-04 12:35 來源:jslgpump.com 作者:利工集團(tuán) 點擊:
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“北腦二號”填補(bǔ)我國高性能侵入式腦機(jī)接口空白
顱內(nèi)植入一片牽著柔軟細(xì)絲的小小薄膜,綁住雙手的猴子就能僅用“意念”控制機(jī)械臂,抓住“草莓”。這是4月25日亮相2024中關(guān)村論壇的一幕。我國科學(xué)家自主研發(fā)的“北腦二號”,填補(bǔ)了國內(nèi)高性能侵入式腦機(jī)接口技術(shù)的空白,并在國際上首次實現(xiàn)獼猴對二維運(yùn)動光標(biāo)的靈巧腦控。
這是一片晶圓,上面整齊排布有兩列共計數(shù)十個電極。新華社記者 張漫子 攝
腦機(jī)接口,大腦與外界設(shè)備溝通交流的“信息高速公路”,是新一代人機(jī)交互與人機(jī)混合智能的前沿技術(shù)。“簡言之,就是捕捉大腦電信號的微妙變化,解碼大腦意圖,實現(xiàn)‘意念’控制‘動作’,不動手也能隔空操控機(jī)器。”北京腦科學(xué)與類腦研究所所長羅敏敏說。
“北腦二號”亮相2024中關(guān)村論壇。(受訪者供圖)
腦機(jī)接口的性能,核心在于腦電信號捕捉的清晰度、轉(zhuǎn)化的精準(zhǔn)度。前者靠電極,后者靠算法。
“北腦二號”的高性能,歸功于我國自研的3個核心組件:高通量柔性微絲電極、千通道高速神經(jīng)電信號采集設(shè)備兩個硬件,以及基于前饋控制策略的生成式神經(jīng)解碼算法。
電極,相當(dāng)于一個“傳感器”。植入腦內(nèi),“讀取”腦電信號,其性能決定著捕捉腦信號的數(shù)量與質(zhì)量。
北京芯智達(dá)神經(jīng)技術(shù)有限公司業(yè)務(wù)發(fā)展總監(jiān)李園介紹,“北腦二號”采用的柔性材料生物相容性高、無細(xì)胞毒性,能在電極絲上做出大量觸點,通道數(shù)高,信號捕捉能力強(qiáng)。
近距離觀察,這個電極又小又薄,牽出的電極絲直徑只有頭發(fā)絲的十分之一到百分之一,絲上布滿大量觸點,需在顯微鏡下才能看清。這一設(shè)計能極大降低對腦組織的損害,延長捕捉腦電信號的時間。
“它的有效通道數(shù)、長期穩(wěn)定性,均達(dá)國際領(lǐng)先水平。不同于硬質(zhì)電極,柔性微絲電極植入獼猴腦內(nèi)一年后,仍能精確采集到腦電信號。”李園說。
算法,相當(dāng)于一個“翻譯官”,把大腦意圖精準(zhǔn)解析出來。“北腦二號”應(yīng)用的算法是國內(nèi)自研,能在大腦皮層神經(jīng)活動與運(yùn)動參數(shù)之間建立精確映射。
“腦機(jī)接口比拼的是安全、穩(wěn)定、有效,這是一個系統(tǒng)性工程。”羅敏敏說,腦機(jī)接口鏈路長,涉及電極、芯片、算法、軟件、材料等多環(huán)節(jié),關(guān)鍵技術(shù)有待進(jìn)一步突破。
來源:新華社微信公眾號
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