从脑机AI鼠标到智能仿生手,从正念冥想到脑控智慧病房,时下,“脑机接口”技术逐渐走向成熟,国内外各类产业应用层出不穷。在广州,琶洲实验室常务副主任、脑机智能研究中心主任李远清教授自2019年起便开始探索脑机接口科技成果转化的产业化尝试。
近期,华南脑控(广东)智能科技有限公司(以下简称“华南脑控”)的“脑机AI”项目,获得第十三届中国创新创业大赛(广东·广州赛区)人工智能产业生态体系赛道一等奖。李远清作为华南脑控主要负责人,受邀参与央视《中国科技创新盛典》节目录制,向全国观众介绍脑机接口技术和其无限潜能。
2002年,李远清教授将研究方向定位在脑电信号的采集与处理上。刻苦钻研二十三年后,团队已在脑机接口相关技术上取得了多项突破,并开启了成果转化的产业化道路。
团队技术的另一独到之处是多模态脑机接口技术,“我们不仅采集脑电信号,还采集眼电信号、头动信号等,综合生成控制指令,从而更准确地控制外部设备。在国内,我们首个提出多模态脑机接口的概念,这也是我们的核心技术之一。”
主流技术 侵入式和非侵入式技术互补
李远清介绍,目前脑机接口主要可分为侵入式和非侵入式两大技术路线。这两类脑机接口技术各具优势,是互补关系。
非侵入式脑机接口以穿戴式头环为主,其优势是价格相对便宜,对大脑没有任何伤害,不需要做手术,市场需求较大。其缺点则是信号质量相对较差,“经过多年努力,非侵入式脑机接口的性能、脑信息解码的准确性都在提升,且进步很快。”
而侵入式脑机接口则要把电极植入大脑皮层里面,以获得更加准确的脑电信号。“这一技术需要去除的噪声比较少,获得脑电信号的准确性更高,其弊端就是要做手术。一般情况下,只要不是情况比较严重的病人,通常不会接受这种手术。但它依然有很好的应用前景,特别是针对疑难杂症、重大脑疾病有更好的效果。”
应用场景
正念冥想系统获海外消费者青睐
李远清团队自2019年起开始探索脑机接口的产业化应用,目前,脑机接口正念冥想系统在国内外销售情况比较理想,在亚马逊美国上用户评价(好评度)排在同类产品第一位。
在实验室内,记者戴上多模态脑机AI头环,亲身感受了李远清团队设计的脑机接口正念冥想系统。头环收集记者的脑电信号,这些信号可以反映大脑的状态,而大屏幕会将大脑的状态,通过一颗葡萄干显示出来。大脑状态越放松,屏幕中的葡萄干就会越大(近)越清晰;大脑状态越紧张,葡萄干就会越小(远)越模糊。
“我们可以用这套系统来进行一些精神心理疾病的监测和干预,如抑郁、焦虑情绪、睡眠障碍,都可以通过脑机接口正念冥想系统得到有效缓解。此外,我们还首次发现它可以防晕车晕船,效果特别好。”
脑机AI鼠标“脑控”电脑
团队开发出一款脑机AI鼠标,已经在市场上销售。实验者头戴多模态脑机AI头环,通过“脑”来操控电脑屏幕上的光标。
李远清说:“其应用场景主要是为双手瘫痪或残疾的人士提供帮助,也能帮助受到‘鼠标手’、颈椎病等问题困扰的人士。”
智慧病房已开展临床试验
李远清团队利用脑机接口技术打造的脑机AI智慧病房,正在中山大学附属第三医院、广东省工伤康复医院、广州市脑科医院、山东滨州欣悦康复医院养老社区等单位开展临床试验。
该设备由病床、平板电脑和其他外部设备组成。患者头戴多模态脑机头环,目视平板电脑上的各个操作按键,就可以控制病床和其他外接设备。比如可以自主实现向左翻身、向右翻身、抬腿、抬身体等;同时,操作者还可以控制空调、照明、房间窗帘的开关等。
李远清介绍,脑机AI智慧病房、脑机AI轮椅等产品面向肢体残障、脊髓神经损伤、中风、渐冻症等肢体障碍人士,正处于申请医疗器械注册证阶段。