圖源：攝圖網(wǎng)

8月23日，《自然》發(fā)表的兩篇論文報(bào)告了新的腦機(jī)接口裝置，其不僅能將大腦活動(dòng)解碼為語(yǔ)言，而且比當(dāng)前所有技術(shù)都更迅速、更準(zhǔn)確且覆蓋詞匯量更大。這一成果展示了在幫助嚴(yán)重癱瘓人群恢復(fù)溝通能力方面的技術(shù)進(jìn)步。

由美國(guó)斯坦福大學(xué)團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的腦機(jī)接口裝置，可以通過(guò)插入大腦的細(xì)電極陣列收集單個(gè)細(xì)胞的神經(jīng)活動(dòng)，并訓(xùn)練人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來(lái)解碼病人想說(shuō)的話(huà)。在該裝置的幫助下，一名肌萎縮性側(cè)索硬化癥病人能以每分鐘62個(gè)詞的速度進(jìn)行交流，這種語(yǔ)速是此前類(lèi)似裝置的3.4倍，更加接近自然對(duì)話(huà)（每分鐘約160個(gè)詞）。該裝置在50個(gè)單詞的詞匯量下錯(cuò)誤率為9.1%，比此前最先進(jìn)的語(yǔ)言腦機(jī)接口裝置低至約1/3。在使用12500詞匯量時(shí)，錯(cuò)誤率為23.8%，團(tuán)隊(duì)認(rèn)為這可能是首次成功演示大詞匯量解碼的研究。

(資料圖)

在另一項(xiàng)研究中，加州大學(xué)舊金山分校團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一種基于不同方法獲取大腦活動(dòng)的腦機(jī)接口裝置，其電極覆蓋在大腦表面并偵測(cè)許多細(xì)胞的活動(dòng)，可以將大腦信號(hào)同時(shí)轉(zhuǎn)化為三種輸出形式：文字、語(yǔ)音和控制一個(gè)頭像。研究人員訓(xùn)練了一個(gè)深度學(xué)習(xí)模型來(lái)解碼一名患者的神經(jīng)數(shù)據(jù)，該患者因腦干中風(fēng)而嚴(yán)重癱瘓，收集數(shù)據(jù)時(shí)病人無(wú)聲地說(shuō)出句子。腦信號(hào)到文字的轉(zhuǎn)譯速度中位數(shù)為每分鐘78個(gè)詞（錯(cuò)誤率為25%）；腦信號(hào)轉(zhuǎn)譯為語(yǔ)音時(shí)，372詞匯量下錯(cuò)誤率為28.2%，詞匯量越小，錯(cuò)誤率越低。

這項(xiàng)研究為未來(lái)的腦機(jī)接口技術(shù)發(fā)展提供了新的方向和希望。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，我們有理由相信，將來(lái)的腦機(jī)接口裝置將能夠更好地解碼大腦活動(dòng)，并幫助更多的人恢復(fù)溝通能力。

腦機(jī)接口的定義及分類(lèi)

腦機(jī)接口指在人或動(dòng)物大腦與外部設(shè)備之間創(chuàng)建的直接連接，實(shí)現(xiàn)腦與設(shè)備的信息交換。其工作流程包括腦電信號(hào)的采集和獲取、信號(hào)處理、信號(hào)的輸出和執(zhí)行最終再將信號(hào)反饋給大腦。腦機(jī)接口的技術(shù)分類(lèi)，按照信號(hào)采集方式劃分，主要分為侵入式、非侵入式和半侵入式。

技術(shù)發(fā)展情況：專(zhuān)利申請(qǐng)數(shù)量不斷增長(zhǎng)

2021年9月，科技部發(fā)布了《科技部關(guān)于發(fā)布科技創(chuàng)新2030—“腦科學(xué)與類(lèi)腦研究”重大項(xiàng)目 2021年度項(xiàng)目申報(bào)指南的通知》，涉及59個(gè)研究領(lǐng)域和方向，國(guó)家撥款經(jīng)費(fèi)預(yù)計(jì)超過(guò)31.48億元人民幣，指南的發(fā)展標(biāo)志著醞釀6年的中國(guó)腦計(jì)劃項(xiàng)目正式啟動(dòng)。

在各大科研院校及相關(guān)企業(yè)的努力下，我國(guó)腦機(jī)接口行業(yè)正在加快追趕步伐。從專(zhuān)利來(lái)看，2013年以來(lái)，國(guó)內(nèi)腦機(jī)接口相關(guān)專(zhuān)利數(shù)量持續(xù)增長(zhǎng)，且申請(qǐng)量增速明顯加快；2021年我國(guó)腦機(jī)接口行業(yè)專(zhuān)利申請(qǐng)量達(dá)到了1896件，為近年來(lái)的峰值。

清華大學(xué)心理學(xué)系副教授、清華大學(xué)腦與智能實(shí)驗(yàn)室兼職研究員張丹認(rèn)為醫(yī)療臨床應(yīng)用才是腦機(jī)接口技術(shù)的未來(lái)主流方向。張丹教授表示面向醫(yī)療，凡是跟大腦疾病相關(guān)的，比如漸凍癥、癲癇病等患者，都可以將其歸之于腦機(jī)接口這項(xiàng)技術(shù)的潛在應(yīng)用方向之內(nèi)。除了治療腦部疾病，還有一種情緒的腦機(jī)接口，也就是被動(dòng)腦機(jī)接口，可以應(yīng)用于心理學(xué)研究。

全聯(lián)并購(gòu)公會(huì)信用管理委員會(huì)專(zhuān)家安光勇認(rèn)為腦機(jī)接口技術(shù)還處于起步階段，仍有很大的發(fā)展空間。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，我們可以預(yù)見(jiàn)未來(lái)腦機(jī)接口技術(shù)將更加精確、可靠，并具備更多應(yīng)用場(chǎng)景。

天使投資人、資深人工智能專(zhuān)家郭濤表示，腦機(jī)接口技術(shù)模糊了人與機(jī)器的邊界，也模糊了人類(lèi)道德與法律規(guī)范的邊界。未來(lái)，政府有關(guān)部門(mén)需要進(jìn)一步加強(qiáng)腦機(jī)接口技術(shù)創(chuàng)新的倫理規(guī)制、建立健全腦機(jī)接口技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和倫理審查機(jī)制、積極參與國(guó)際腦機(jī)接口標(biāo)準(zhǔn)制定等，防止技術(shù)被濫用。

前瞻經(jīng)濟(jì)學(xué)人APP資訊組

更多本行業(yè)研究分析詳見(jiàn)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院《中國(guó)人工智能行業(yè)發(fā)展前景預(yù)測(cè)與投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報(bào)告》

同時(shí)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院還提供產(chǎn)業(yè)大數(shù)據(jù)、產(chǎn)業(yè)研究報(bào)告、產(chǎn)業(yè)規(guī)劃、園區(qū)規(guī)劃、產(chǎn)業(yè)招商、產(chǎn)業(yè)圖譜、智慧招商系統(tǒng)、行業(yè)地位證明、IPO咨詢(xún)/募投可研、IPO工作底稿咨詢(xún)等解決方案。在招股說(shuō)明書(shū)、公司年度報(bào)告等任何公開(kāi)信息披露中引用本篇文章內(nèi)容，需要獲取前瞻產(chǎn)業(yè)研究院的正規(guī)授權(quán)。

更多深度行業(yè)分析盡在【前瞻經(jīng)濟(jì)學(xué)人APP】，還可以與500+經(jīng)濟(jì)學(xué)家/資深行業(yè)研究員交流互動(dòng)。

標(biāo)簽：