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主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
脑机接口未来的发展趋势是什么?

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匿名 提出于2022-02-23
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  21 世纪被称为“脑研究世纪”,伴随着脑科学和认知科学的兴起与发展,特别是神经科学与各种工程技术的多元融合发展,脑与机的界限被逐步打破,进而推动产生了新型智能形态,即脑机智能。这一新型智能形态使得信息科学与生命科学得以相互渗透、相互融合。脑机接口技术的出现,在计算机与生物脑之间建立了一条直接交流的信息通道,这意味着既可以将假肢等外部设备的信号直接传输给大脑,也可以通过计算机解读脑部信号,进而直接控制外部设备,为实现脑与机的双向交互、协同工作及一体化奠定了基础。作为脑机智能领域的战略必争技术,脑机接口成为了全球研究最热门、竞争最激烈的方向之一,推动了以人类为中心的认知与智能活动研究进入发展新阶段,如2016 年7 月,美国埃隆·马斯克成立Neuralink 公司,致力于研发超高带宽的脑机接口系统;2019 年4 月,美国加州大学旧金山分校在志愿者大脑运动脑区植入电极,完成了解码脑电波、在大脑中直接合成语音等工作;2019 年7 月,Facebook 发布了问答脑机接口系统;2019 年10 月,法国通过硬膜外皮质脑电(ECoG)与无线传输操控外骨骼,帮助瘫痪病人成功实现缓慢行走与暂停等动作,等等。

  在这一领域,浙江大学成立了国内最早的侵入式脑机接口研究团队,主要聚焦感知—运动环路,遵循从单向到双向再到闭环、从大鼠到猴子再到临床的研究路线,形成了一批具有先发优势的标志性成果,如2014年9 月,浙江大学完成了国内首例以临床病人意念控制机械手的研究,准确稳定地记录到病人运动决策及运动精细控制的脑部表征数据;2020 年1 月,浙江大学发布了国际首例高龄志愿者临床侵入式3D 运动控制闭环脑机接口系统,以72 岁高龄志愿者脑控机械手完成了喝水、进食、握手等动作。这些成果的涌现将有助于解决失能者功能重建、老年机能增强等人类健康问题,大大增加了研发超高带宽脑机接口系统的成功可能性。

       面向未来,人工智能、云计算、大数据等颠覆性科技,将推动人与物理世界的二元空间加速转向人、物理世界、智能机器、数字信息世界的四元空间。

       在交错并行中,生产力和生产关系都将重构,社会形态与产业结构,以及人类思维方式、生活方式都会发生巨大变化。具体到脑机接口技术领域,将会迎来至少以下四大发展趋势:

       一是脑机信息交互手段从原来的以电为主,走向电、光、磁、声等各种手段的综合;

       二是脑机融合的增强能力逐步从行为增强到各种感知增强,乃至高级认知的增强;

       三是脑机技术研究的硬件向柔性、无线,以及更加微小化、更加高通量和低功耗方向发展;

       四是脑机接口技术有望在神经/ 精神疾病的诊断、治疗、康复等临床应用领域,引领新的技术发展。

       可以说,脑机接口代表着脑机智能甚至人工智能的一个未来发展方向,为不同学科交叉会聚提供了成功范例,展现了未来智能化生活的广阔空间,将推动人类加速迈向脑科学时代。

来源:《脑机接口的未来发展趋势》

(作者简介:吴朝晖,中国共产党第十九届中央委员会候补委员,浙江大学校长,中国科学院院士,发展中国家科学院(TWAS)院士,IEEE Fellow,中国计算机学会会士,中国人工智能学会会士,中国自动化学会会士,国家现代服务业领域总体专家组组长,兼任中国高等教育学会副会长,曾任 973 计划项目首席、863 计划信息领域专家等。主要研究领域为计算机科学与技术。国家杰出青年基金获得者、国家百千万人才工程国家级人员、浙江省特级专家以及国家万人计划科技创新领军人才。作为第一完成人,曾获国家技术发明二等奖1 项、国家科技进步二等奖1 项、何梁何利科技创新奖,研究成果入选2016 年中国高校十大科技进展。)

发布于 2022-02-23 09:43
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