原标题:存在哪些技术难点?应用场景如何?山东竞逐脑机接口新赛道
脑后接入线缆,就能够畅游计算机的虚拟世界;学习知识不用花费时间,可直接传输到大脑中——这是1999年上映的经典科幻片《黑客帝国》描绘的画面。
随着脑机接口技术的发展,这些画面正加速从科幻走进现实。当前,脑机接口技术正在掀起一场新的产业变革,成为各地争相入局的新赛道。
日前,《山东省脑机接口产业科技创新行动计划(2025-2027年)》印发,提出到2027年,山东将在脑机接口领域突破20项左右基础前沿和关键核心技术,培育30家左右自主创新能力强的科技型中小企业,引育2-3个高水平人才团队,依托科教资源富集区域打造1-2个专业化孵化园区,推动脑机接口创新技术和产品在医疗、工业、康养、教育、娱乐等领域的落地应用。
山东发展脑机接口产业,存在哪些关键技术难点?应用场景如何?需在哪些方面重点突破?近日,记者走访了省内多家脑机接口企业、高校和科研机构。
让失能者“行走” 让失语者“发声”
看着屏幕上的运动图像,想象自己要做的某个动作,头上戴的脑电采集器就能将脑电信号进行采集解码,从而转换成可操控外骨骼的命令,实现外骨骼带动下肢运动——这是山东省中医院康复科里,脑卒中患者进行下肢康复训练的场景。
该康复训练系统的研发技术负责人、齐鲁工业大学(山东省科学院)光电科学与技术学部博士生导师徐舫舟介绍,以前脑卒中患者的康复训练大都通过治疗师帮助,训练时间长、工作量大,患者主动参与较少。而基于这一运动想象的脑机接口系统,可以实现患者自主训练,康复效果更好。目前,该系统已完成约200例患者临床测试、干预和评价验证。
脑机接口的应用场景十分广泛。在济南高新区,山东中科先进技术有限公司的研发团队向记者展示了“意念打字”。只见测试人员注视着虚拟键盘中不同频率闪烁的字符,脑电采集器将脑电信号采集解码后,后台屏幕上就能生成对应的文字。
“不同频率的视觉刺激,会在大脑中产生相应频率的脑电波动,这些脑电信号被检测解码后,可实现对应字符输出,呈现出想说的话。”公司脑机接口研究中心执行主任彭福来介绍,该技术已实现平均打字速度每分钟20个字符,准确率高达94.4%,可帮助失语的渐冻症患者实现自主表达。
“脑机接口,顾名思义就是在人的大脑和外部设备之间搭建起一条传递信息的‘高速公路’,不用手和嘴就可以控制外部设备,真正实现‘意念控制’。”山东中科先进技术有限公司总经理李卫民介绍,目前,公司脑机接口产品已成功应用于山东大学齐鲁医院、哈尔滨工业大学等20多家临床机构和科研院所。
广阔的应用前景,正推动着越来越多科研工作者投身脑机接口的产业蓝海。在青岛西海岸新区,元思科技的研发团队正在研制脑电图机。团队首席科学家王文恺介绍,通过对脑电波的解码分析,不仅能发现大脑的想法意图,同时还能检测出脑电波中蕴含着的疾病信号。
“比如通过脑电分析,可以对癫痫病人进行癫痫发作的预测检测及对症治疗。”王文恺说,希望将来脑电图检测能够像心电图检测一样,成为体检的普通项目。
医疗领域率先破冰 大众消费市场蓄势
记者采访发现,目前,省内脑机接口技术的应用多集中在医疗康养领域。全国的情况也基本相同,根据前瞻产业研究院发布的《2025年脑机接口产业蓝皮书》,全国脑机接口下游应用解决方案企业中,医疗领域占比达56%。
相比于医疗领域,大众消费领域的脑机接口产品为何偏少?
一是与技术发展阶段有关。“人类大脑有约860亿个神经元和超过100万亿个突触,脑电信号极其微弱,通常在几十微伏,不仅容易受到外部干扰,空间分辨率低,而且个体差异显著。”深耕脑机接口技术研究15载的徐舫舟认为,脑机接口技术的难点集中在脑电信号采集、解码、系统稳定性以及伦理安全等方面,这需要科研人员继续加大基础研究,推出更加普适、更能满足大众需求,对安全、稳定等有更高要求的产品。
二是与科研生产成本有关。“脑机接口属于前沿技术,当前虽在医学、航天、教育以及生活领域有应用,但其研发投入高,生产成本也高。”齐鲁工业大学(山东省科学院)光电科学与技术学部副主任、教授冷建材,以脑电采集设备为例介绍,一套全脑脑电采集设备价值几十万元,这对普通消费者来讲并不是个小数目。
尽管如此,在冷建材看来,随着新技术新材料的研发深入以及产业化的推进,脑机接口的技术、产品价格有望逐步下探,拓展到大众消费领域。比如进行心理健康评估和治疗、睡眠质量监测、儿童注意力训练等,都是脑机接口技术的大众消费场景。
实际上,脑机接口已经开始作为常规康复项目服务大众患者。今年3月,国家医保局发布《神经系统医疗服务价格项目立项指南》,其中专门为脑机接口新技术单独立项,设立了非侵入式脑机接口适配费,侵入式脑机接口植入费、取出费等价格项目。湖北、浙江等地医保局相继跟进,发布了当地脑机接口医疗服务价格。
应用前景十分广泛 制造大省争相布局
脑机接口技术展现出广泛的应用潜力,已成为各地争抢角逐的未来产业新赛道。
赛迪顾问今年2月发布的《中国脑机接口产业发展现状及趋势》显示,2024年我国脑机接口市场规模达32亿元,增长率为18.8%。预计到2027年,我国脑机接口市场规模将达55.8亿元,增长率为20%。
王文恺认为,山东发展脑机接口产业具有产业基础优势。“山东的优势在于产业基础雄厚,各行各业场景丰富,尤其是工业制造业,这是我们落地青岛的重要原因。”
为抢抓产业机遇,今年5月,《山东省脑机接口产业科技创新行动计划(2025-2027年)》出台,部署实施基础前沿研究策源、关键共性技术突破、创新平台领航、产业链企业集聚、场景融合应用创设、产业生态助推等六大行动,16项具体任务。
对于发展脑机接口产业,冷建材认为,山东应多培育能够起引领作用的龙头企业,加大高端人才招引,同时需要更多风险投资和耐心资本,助力相关科研成果的转化应用。
当“意识”能够转化为可传输、可解读的“数字信号”,脑机接口在掀起生产力变革的同时,也带来伦理和数据安全等问题。采访中,专家们还建议,在开展技术突破的同时,也应制定相关的伦理和法律规范,确保脑机接口产业的健康可持续发展。(大众日报记者 修从涛 刘玉凡 张锡坤)
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