本網綜合報導 顱內植入一片牽著柔軟細絲的小小薄膜,綁住雙手的猴子就能僅用“意念”控制機械臂,抓住“草莓”。這是4月25日亮相2024中關村論壇的一幕。中國科學家自主研發的“北腦二號”,填補了國內高性能侵入式腦機介面技術的空白,並在國際上首次實現獼猴對二維運動游標的靈巧腦控。

這是一片晶圓,上面整齊排布有兩列共計數十個電極。
腦機介面,大腦與外界設備溝通交流的“資訊高速公路”,是新一代人機交互與人機混合智能的前沿技術。“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‘意念’控制‘動作’,不動手也能隔空操控機器。”北京腦科學與類腦研究所所長羅敏敏說。

“北腦二號”亮相2024中關村論壇。
腦機介面的性能,核心在於腦電信號捕捉的清晰度、轉化的精准度。前者靠電極,後者靠演算法。
“北腦二號”的高性能,歸功於中國自研的3個核心組件:高通量柔性微絲電極、千通道高速神經電信號採集設備兩個硬體,以及基於前饋控制策略的生成式神經解碼演算法。
電極,相當於一個“感測器”。植入腦內,“讀取”腦電信號,其性能決定著捕捉腦信號的數量與品質。
據相關負責人李園介紹,“北腦二號”採用的柔性材料生物相容性高、無細胞毒性,能在電極絲上做出大量觸點,通道數高,信號捕捉能力強。
近距離觀察,這個電極又小又薄,牽出的電極絲直徑只有頭髮絲的十分之一到百分之一,絲上佈滿大量觸點,需在顯微鏡下才能看清。這一設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、長期穩定性,均達國際領先水準。不同於硬質電極,柔性微絲電極植入獼猴腦內一年後,仍能精確採集到腦電信號。”李園說。
演算法,相當於一個“翻譯官”,把大腦意圖精准解析出來。“北腦二號”應用的演算法是國內自研,能在大腦皮層神經活動與運動參數之間建立精確映射。
“腦機介面比拼的是安全、穩定、有效,這是一個系統性工程。”羅敏敏說,腦機介面鏈路長,涉及電極、晶片、演算法、軟體、材料等多環節,關鍵技術有待進一步突破。
來源:中國新華社