在2014年上映的科幻電影《超體》中，女主角露西開發(fā)了大腦100%的潛能，成為超級計算機一般的存在。她聯(lián)通全世界的信號，在歷史長河任意穿越，憑意念改變?nèi)f物形態(tài)……10年后，這些看似“瘋狂”的想象逐步走入現(xiàn)實。

“片上腦—機接口”智能交互系統(tǒng)MetaBOC圖示。圖片源自天津大學

給機器人安上人類的“大腦”，如何實現(xiàn)？

天津大學的腦機交互與人機共融海河實驗室（下稱腦機海河實驗室）日前發(fā)布的全球首個可開源的“片上腦—機接口”智能交互系統(tǒng)MetaBOC可以作答。

簡單來說，首先用人體細胞培養(yǎng)一個類人類“大腦”，然后與電極芯片耦合形成片上腦。培養(yǎng)的“大腦”是指揮中心，芯片技術(shù)充當了眼睛、耳朵或效應器，負責信息的傳入傳出。

圖為搭載“片上腦—機接口”智能交互系統(tǒng)MetaBOC的機器人模型。人民網(wǎng)記者 劉葉婷攝

目前，該系統(tǒng)實現(xiàn)了培養(yǎng)“大腦”對機器人避障、跟蹤、抓握等任務的無人控制，完成了多種類腦計算的啟發(fā)工作。

據(jù)天津大學醫(yī)學院教授、腦機交互與人機共融海河實驗室片上腦機接口團隊負責人李曉紅介紹，隨著技術(shù)不斷突破，片上腦—機接口還將實現(xiàn)新一代生命體與非生命體的融合交互，形成在混合智能、醫(yī)療康復等國家重大需求領(lǐng)域的新應用。

當前，片上腦機接口技術(shù)領(lǐng)域處于起步階段。“這將是未來‘讀懂’大腦的一個機關(guān)。”李曉紅充滿憧憬，大腦神經(jīng)系統(tǒng)浩瀚無際，也許未來通過片上腦技術(shù)能揭開大腦的奧秘。

這是腦機海河實驗室近期發(fā)布的眾多開創(chuàng)性技術(shù)成果之一。多年來，這個平均年齡只有35歲的80、90后科研團隊瞄準在腦機交互和醫(yī)工結(jié)合領(lǐng)域的科技前沿陣地，啃“硬骨頭”、攻“卡脖子”，向“新”提質(zhì)，連連突破。

擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的腦—機交互芯片“腦語者”可通過“意念”實現(xiàn)全世界最大指令集的“隔空打字”；“神工—靈犀指”可使腦卒中患者用意念控制機械手指，并幫助與大腦“斷聯(lián)”的手指恢復機能；“神工—神甲”外骨骼機器人可幫助腦卒中下肢功能障礙患者實現(xiàn)步態(tài)矯正與下肢功能康復；混合驅(qū)動虛擬現(xiàn)實步行系統(tǒng)“神工—神行”讓枯燥的康復訓練充滿趣味和想象空間……

“健康是天大的事。”天津大學腦機海河實驗室科研團隊胸懷為民初心，在腦機接口的國際賽道上跑出了加速度，取得了好成績。腦機海河實驗室副主任倪廣健介紹，天津大學在腦機交互領(lǐng)域擁有世界最大專利池，掌握無創(chuàng)腦機接口關(guān)鍵核心技術(shù)，腦電識別精度、控制指令數(shù)量和信息傳輸率三項核心指標均達到國際最高水平。

“我們希望能幫助更多科研成果走出實驗室，走上‘生產(chǎn)線’實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。”倪廣健表示，腦機海河實驗室成立一年多來，一直致力于促進“產(chǎn)學研用金”全鏈條式創(chuàng)新發(fā)展。就在上個月，國內(nèi)首個面向腦機接口產(chǎn)業(yè)發(fā)展的專項基金——腦機海河實驗室基金正式發(fā)布，為推動行業(yè)發(fā)展提供資金支持。

據(jù)了解，該基金首期目標規(guī)模10億元，由腦機海河實驗室、天津市濱海高新區(qū)管委會、天津市河西區(qū)政府、天津市海河產(chǎn)業(yè)基金等合作設(shè)立，旨在建立“科學家＋企業(yè)家＋政府＋投資人”的創(chuàng)新投資模式，撬動社會資本支持腦機全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展，賦能初創(chuàng)企業(yè)快速成長。

作為多學科交叉的前沿技術(shù)，“腦機接口”被公認為是新質(zhì)生產(chǎn)力的典型代表。近年來，國內(nèi)外企業(yè)、科研機構(gòu)紛紛搶灘這一市場，紅海競爭趨勢日益顯現(xiàn)。

作為最早布局該領(lǐng)域的科研機構(gòu)代表，倪廣健坦言，希望市場冷靜理性客觀，不要追求“短平快”，而是思考真正有用的應用場景?！靶袠I(yè)發(fā)展另一個突出問題就是缺少專業(yè)人才?！彼f，天津大學將率先設(shè)立相關(guān)專業(yè)并開始招生，希望能為補足人才鏈，為行業(yè)發(fā)展提供助力。（宋麗云、張桂貴、楊牧、劉葉婷、崔譯戈、符園園、彭昱凱、馬蒂奧、代曉靈、張靜淇）

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