2019年2月，山東中科先進(jìn)技術(shù)研究院在濟(jì)南高新區(qū)揭牌，腦機(jī)接口技術(shù)成為中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院落地濟(jì)南的研發(fā)項(xiàng)目之一。6年后，濟(jì)南等到花開(kāi)時(shí)。

　　腦機(jī)接口是生命科學(xué)和信息技術(shù)交叉融合的前沿領(lǐng)域。通俗地講，腦機(jī)接口就是在人的大腦與外部設(shè)備之間，搭建起一條傳遞信息的“高速公路”，不通過(guò)手和嘴就可以控制外部設(shè)備，真正實(shí)現(xiàn)“意念控制”。

　　埃隆·馬斯克不僅是特斯拉的CEO，他還是腦機(jī)接口公司Neuralink創(chuàng)始人。Neuralink的研究路徑是侵入式腦機(jī)接口，即通過(guò)開(kāi)顱手術(shù)將電極植入大腦皮層，直接采集高質(zhì)量的腦電信號(hào)。山東中科先進(jìn)院腦機(jī)接口研究中心團(tuán)隊(duì)選擇的是非侵入模式，不需要將電極植入大腦，只需要將電極附著在頭皮上。

　　山東中科先進(jìn)院的研究人員給記者演示了腦機(jī)接口裝備的“黑科技”。只見(jiàn)研究人員戴上腦電采集帽后坐在電腦屏幕前，接著，他雙眼聚焦屏幕上的向上、向下、向左、向右、翻轉(zhuǎn)等九種指令，身后的無(wú)人機(jī)編隊(duì)就能準(zhǔn)確根據(jù)指令飛行，飛行動(dòng)作靈活自如、整齊劃一，毫無(wú)障礙。

　　同樣神奇的是意念打字系統(tǒng)。電腦屏幕上集中顯示著數(shù)十個(gè)字母和符號(hào)，研究人員用雙眼聚焦自己想“打”的字母后，雖然字母之間離得很近，依然能做到“想點(diǎn)哪個(gè)點(diǎn)哪個(gè)”。很快，他就在屏幕上方拼讀出一句問(wèn)候語(yǔ)。

　　“當(dāng)用戶(hù)注視虛擬鍵盤(pán)中的某個(gè)字符時(shí)，相應(yīng)的腦電波模式被檢測(cè)并解碼，從而實(shí)現(xiàn)字符的輸入。目前，該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)每分鐘平均打出20個(gè)字符，準(zhǔn)確率達(dá)94.4%。”腦機(jī)接口研究中心工程師王圣哲說(shuō)，意念打字系統(tǒng)能幫助語(yǔ)言功能障礙、聲帶受損、中風(fēng)患者等特殊群體與人溝通交流。

　　相比侵入式裝備，非侵入式腦機(jī)接口不會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生傷害，具有先天的安全性，但非侵入模式腦機(jī)接口的腦電信號(hào)屬于間接采集，面臨信號(hào)微弱且易受干擾等難題。

　　“2019年，我們就基于自主研發(fā)的NeuroSci腦電采集系統(tǒng)，把腦機(jī)接口的實(shí)驗(yàn)室裝備做出來(lái)了。當(dāng)時(shí)，離產(chǎn)業(yè)化還有很長(zhǎng)的路要走，我們要克服的最大困難，就是把特定腦區(qū)產(chǎn)生的神經(jīng)震蕩信號(hào)傳輸?shù)筋^皮電極的微弱電流捕捉到、識(shí)別清、識(shí)別快。”腦機(jī)接口研究中心執(zhí)行主任彭福來(lái)告訴記者，大腦產(chǎn)生的電流僅有幾個(gè)毫安，相當(dāng)于手機(jī)待機(jī)電流的千分之一，但在輸送過(guò)程中面臨非常多的干擾，比如噪音、電磁波，哪怕眨一下眼睛，腦電采集帽采集的大腦信號(hào)就完全不同。

　　研究人員從軟硬件兩方面著手，不斷改進(jìn)裝備的技術(shù)指標(biāo)，同時(shí)，攻堅(jiān)克難，自主研發(fā)腦機(jī)接口應(yīng)用裝備。高性能多通道神經(jīng)肌肉電生理信號(hào)采集系統(tǒng)、腦機(jī)接口康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)、輕量化多模態(tài)生理參數(shù)睡眠監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、腦控?zé)o人機(jī)系統(tǒng)、意念打字系統(tǒng)、腦控下肢外骨骼等產(chǎn)品陸續(xù)問(wèn)世。2023年，山東中科先進(jìn)技術(shù)研究院承接了濟(jì)寧醫(yī)學(xué)院的腦機(jī)接口實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目，腦機(jī)接口相關(guān)產(chǎn)品首次走出實(shí)驗(yàn)室，產(chǎn)生商業(yè)價(jià)值。2024年8月，山東先進(jìn)院腦機(jī)接口團(tuán)隊(duì)在“世界機(jī)器人大賽”中斬獲產(chǎn)業(yè)貢獻(xiàn)獎(jiǎng)。

　　截至目前，山東先進(jìn)院的腦機(jī)接口產(chǎn)品成功應(yīng)用在301醫(yī)院、齊魯醫(yī)院、紅會(huì)醫(yī)院等醫(yī)療機(jī)構(gòu)；哈爾濱工業(yè)大學(xué)、深圳大學(xué)、濟(jì)寧醫(yī)學(xué)院等高校，累計(jì)為20余家機(jī)構(gòu)的科學(xué)研究、疾病診斷提供強(qiáng)有力的支撐。

　　當(dāng)前，全球腦機(jī)接口產(chǎn)業(yè)正處于快速發(fā)展階段，吸引科技公司、醫(yī)療機(jī)構(gòu)、學(xué)術(shù)研究機(jī)構(gòu)和政府部門(mén)的高度關(guān)注。有分析指出，腦機(jī)接口有望推動(dòng)人形機(jī)器人技術(shù)成熟。根據(jù)麥肯錫估算，2030至2040年間，全球腦機(jī)接口在醫(yī)療領(lǐng)域應(yīng)用的潛在市場(chǎng)規(guī)模有望達(dá)到400億-1450億美元。據(jù)賽迪顧問(wèn)的數(shù)據(jù)，2024年中國(guó)腦機(jī)接口市場(chǎng)規(guī)模為32.0億元，預(yù)計(jì)2027年達(dá)到55.8億元。

　　2024年12月，山東省印發(fā)《關(guān)于科技創(chuàng)新引領(lǐng)未來(lái)產(chǎn)業(yè)，布局培育發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力的實(shí)施方案》中，將腦機(jī)接口技術(shù)列為未來(lái)產(chǎn)業(yè)的重點(diǎn)發(fā)展方向。

　　“我們的腦機(jī)接口技術(shù)處于全國(guó)領(lǐng)先水平。這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用剛剛打開(kāi)，就展現(xiàn)出廣泛的應(yīng)用潛力和未來(lái)科技生活的新圖景，未來(lái)會(huì)極大地改變我們的生活?！睋?jù)山東中科先進(jìn)技術(shù)有限公司總經(jīng)理李衛(wèi)民介紹，腦機(jī)接口技術(shù)將逐步拓展到科研教育、生活?yuàn)蕵?lè)、軍事等多個(gè)領(lǐng)域。比如對(duì)駕駛員進(jìn)行疲勞監(jiān)測(cè)，提高駕駛安全；識(shí)別高危行業(yè)從業(yè)人員的情緒狀態(tài)，進(jìn)行心理健康評(píng)估和治療；監(jiān)測(cè)運(yùn)動(dòng)員的大腦活動(dòng)，優(yōu)化訓(xùn)練計(jì)劃；開(kāi)展兒童的注意力訓(xùn)練；監(jiān)測(cè)患者睡眠質(zhì)量，幫助醫(yī)生診斷，等等。

　　目前，山東先進(jìn)院研究出多款腦機(jī)接口裝備，相關(guān)產(chǎn)品的零部件供應(yīng)商都在國(guó)內(nèi)。隨著腦機(jī)接口技術(shù)的不斷迭代，加上山東省擁有市場(chǎng)開(kāi)發(fā)潛力、人才集聚優(yōu)勢(shì)和穩(wěn)定的供應(yīng)鏈，山東先進(jìn)院已著手謀劃建設(shè)國(guó)內(nèi)一流的腦機(jī)接口裝備生產(chǎn)基地。（濟(jì)南日?qǐng)?bào)·愛(ài)濟(jì)南記者：韓霄鵬）