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专访念及科技王毅军博士：“最快脑机接口技术”纪录保持者，国产脑机接口商业化已见曙光

动脉网 · 公众号 · · 2024-12-30 10:57

正文

在当今科技迅猛发展的时代，脑机接口技术正以其革命性的姿态，在全球范围内掀起一场前所未有的科技热潮。

我们不断听到“脑机接口技术让视障患者重见光明”、“脑机接口技术让残障人士恢复运动功能”等令人惊叹的进展。这些突破性的成就，使得脑机接口技术被赋予了神话的光环。

然而光环之外，脑机接口还面临着临床试验、审批、落地、商业化等诸多难题。 清华大学博士，中国科学院半导体研究所研究员王毅军 ，长期从事神经工程和计算神经科学的研究，是我国第一批从事脑机接口研究的专家之一。在2018年， 他和清华大学神经工程实验室团队 登上央视《挑战不可能》节目，采用自主研发的脑机接口系统帮助一位失去语言和运动功能的渐冻症患者完成“脑控打字”，让脑机接口走入大众视野。

团队走上央视舞台展示脑机接口技术（受访者供图）

2022年，为了让脑机接口技术惠及更多民众，王毅军博士联合发起创立了 苏州念及智能科技有限公司 （后简称：念及科技） ，为中国脑机接口商业化翻开全新的一页。动脉网有幸与王毅军博士就脑机接口的现状与未来进行了深入交流，并在不改变原意的情况下对内容进行了整理，以飨读者。

非侵入式脑机接口技术率先落地，加速行业商业化进程

动脉网： 在您看来，什么样的设备才算是脑机接口呢？

王毅军： 我们常说， 脑机接口在人脑和外部设备之间建立了一条用于信息传输的直接通道。 这条通道里传输的信号不限于大脑的整体或是局部，头皮表面采集到的神经元群体脑电信号或皮层中的单个神经元活动都可以用于构建脑机接口。

这条通道上可以有不同类型的大脑信息，比如脑电、脑磁或功能近红外光谱；这条通道也不限于单向或者双向信息传输，从采集大脑信号控制外部设备到以经颅电磁刺激为代表的外部设备刺激大脑，都是信息交换的一环。

所有可以称之为脑机接口的设备都有同一个特点， 即大脑与外部设备间的信息传输不再依赖于周围神经和肌肉等传出传入通道， 符合这个特点的，都可以称之为脑机接口。

动脉网： 那在您看来，目前脑机接口技术商业化情况如何呢？脑机接口商业化过程中一直存在侵入式和非侵入式之争，您是如何看待的呢？

王毅军： 近几年，以Neuralink为代表的商业化脑机接口公司频繁传出好消息，各类脑机接口公司快速涌现，整个产业链大致可以分为上中下游三类。

上游以构建脑机接口的底层硬件为主 ，包括侵入式及非侵入式的电极，放大、采集、传输模块以及脑机接口专用芯片。这一部分是产业落地的关键基础，芯片更是我国脑机接口产业中最脆弱的一环，长期受制于国外厂商。好在这几年国产芯片也逐渐显露头角。

中游以大脑信号采集平台及神经编解码算法为主 ，这些公司依赖于硬件的革新，同时也为下游的应用类公司提供高度集成的脑机接口系统框架。

下游的应用目前可以分为医疗类和以工业、消费、教育为主的非医疗类。 当前侵入式的脑机接口均面向医疗类，而非侵入式则应用场景较多，严肃医疗、人机交互、大健康、工业安全等。虽然对于脑机接口的需求与日俱增，但无论侵入式还是非侵入式，都存在研发投入巨大、临床验证不足、标准化乃至伦理上的挑战。总体来说，脑机接口的商业化还有很长一段路需要探索。

当然，在商业化过程中，脑机接口公司不可避免被贴上侵入式或非侵入式的标签。 在我看来，这两项技术的面向场景和需求是不同的，各有其优势与局限性。 侵入式脑机接口信号质量高，可解码更复杂信息，但由于其对大脑的损伤，距离大规模推广仍然有相当的距离；非侵入式脑机接口信号信噪比较低，易受外部干扰，采集设备无创、低风险，可满足更多场景应用， 非侵入式将会是更快能被大规模商业化的脑机接口技术。

LinkMe不止是设备，更是赋能未来交互的工具

动脉网： 据悉，念及科技最新推出的LinkMe被工信部评选为“2024年脑机接口产业创新十大案例”之一，这款产品有哪些亮点呢？

王毅军： LinkMe是首款国产可穿戴式高速脑机交互设备，其优势在于高精度采集、轻量便携设计、兼具高性能和用户友好性等。

LinkMe产品图（受访者供图）

首先是高精度采集。 LinkMe具备了优秀的微弱神经信号采集处理能力，采用24位高精度的脑电专用采集芯片，达到1000Hz的采样率，达到“科研级”信号质量。另外，从LinkMe独特的柔性神经信号传感器，再到高适配头型的产品结构设计，确保LinkMe传感器与头皮的紧密贴合，同时兼顾舒适性，保证了脑电信号的采集精度。得益于此，LinkMe作为一款8通道的非侵入式脑电采集设备，结合念及科技自研核心的脑电编解码算法，能够达到每秒一个字符的通讯速率。以脑控打字为例，佩戴LinkMe可以达到每分钟15个单词的输入水平，几乎与侵入式脑机接口相当。

其次是轻量化， 这是目前大多数非侵入式高精度脑机接口设备很难达到的。 LinkMe仅重75g， 佩戴方便、舒适，适合长时间佩戴。LinkMe支持凝胶电极及半干半湿纤维电极，无需涂抹导电膏等介质，即戴即用，用后无需洗头，使得佩戴更舒适、友好且更便捷。无论科研还是医疗康复和人机交互场景，都获得客户的认可和好评。

除了硬件设计、外观和佩戴方式上的特点以外， LinkMe实现商用化最重要的突破是脑电编解码范式和算法 。LinkMe配套的视觉交互范式采用念及核心技术的多维特征编码方案，让交互界面看起来与常见的视频或者动画用户界面类似，既实现了用户舒适友好，又保持了诱发脑电特征的稳定性和可靠性，结合念及开发的个性化视觉脑电精准解码算法， 达到“所见即所得”的交互效果。

脑控康复手套（受访者供图）

脑控上肢康复系统（受访者供图）

动脉网： 那么未来在哪些领域我们可以看见LinkMe的身影呢？

王毅军： 我们对LinkMe的定位并非只是一款脑机接口设备，而是一种脑机接口赋能技术 ，因此LinkMe可以出现在许多需要“脑机交互”的领域。

医疗是LinkMe最早的落脚点。LinkMe采用了视觉控制和运动想象的双模态，已经在 康复医疗、眼疾诊断以及残障辅助方面得到应用 。由于在算法层面拥有独到的技术，使得LinkMe在脑电编解码方面表现出色。大样本试验结果显示，LinkMe的适用人群高达90%以上，多目标场景下的脑控准确率可达93%以上，最快交互速率达到1秒以内。

念及科技聚焦于脑机接口核心产品和技术开发，赋能多场景应用落地。比如，我们专门为医疗康复设备和行业提供脑机接口接入的软硬件一站式产品和服务。脑机接口可以建立康复患者的大脑与外周神经的新通路，实现主动康复、神经重塑。 对此，我们打造了LinkMe对各类型康复设备标准化接入的能力，尤其在脑电编解码范式和算法方面，可以快速实现与各种康复设备的兼容。

当然，医疗只是第一步。未来LinkMe还能为 智能驾舱、AR/VR 、工业安全、智慧军工 等领域提供脑机交互解决方案。

LinkMe与VR相结合用，通过脑机接口代替手柄实现交互（受访者供图）

脑机接口有望成为长坡厚雪赛道，引领应用新范式

动脉网： 脑机接口的商业化离不开科研人员的参与。而您和团队组织、创办的念及科技已经走出了一条商业化道路。关于国产脑机接口商业化，您有哪些经验之谈？

王毅军： 近年来，随着脑机接口技术的应用普及，神经康复、残障辅助等临床需求快速增长。但在我看来，不仅是国产脑机接口，全球脑机接口的商业化都还有很长一段路需要探索。

现有脑机交互技术还需要提升准确性、鲁棒性、实用性、人群适用性等关键问题， 尚不能完全满足临床大范围应用的需求 。此外，脑机接口的应用还需要长期临床实验验证，大规模临床应用和商业化面临诸多挑战。

因此，以念及科技为例， 未来将聚焦脑机接口核心技术研发，通过提供脑机接口核心硬件、算法及系统解决方案赋能医疗健康行业 ，加速脑机接口技术临床应用落地。

动脉网： 王博士在脑机接口领域深耕数十年，依您所见非侵入式脑机接口未来的发展方向会是怎样的？

王毅军： 在我看来， 脑机接口只是一个信息载体 ，这项技术最终是为了实现人机交互。目前键盘、触屏、语音等传统交互方式依赖于外周神经和肌肉的控制，在信息传输速率上存在瓶颈，无法快速、高效处理大量信息。而脑机接口构建大脑与外部设备间的直接信息传输通道，有望实现更加自然、高效、智能的人机交互。

因此，在我看来， 非侵入式脑机接口未来发展方向一定是以新一代通用人机交互技术为目标的。

从实际应用的角度来看，非侵入式脑机接口的发展方向可以主要归纳为两个核心领域：编解码算法和硬件系统。首先，面对脑电信号的低幅度、窄带宽和非平稳性等特点，提升非侵入式脑机接口的信息传输速率成为了一个迫切需要解决的问题。随着脑电编解码技术的不断进步，我们有望突破现有的脑机通讯带宽限制，满足用户在更复杂交互场景中的需求。

其次，非侵入式脑机接口系统的发展趋势是向着更小型化、轻量化和集成化的方向发展。当然，这些改进都是为了使可穿戴智能脑机接口设备在广泛的应用场景中更加实用，从而推动脑机接口技术在更多领域的应用和普及。

尽管面临诸多技术挑战，但我们仍要对脑机接口技术突破保持信心。过去二三十年的研究表明，每过十年，脑机接口的信息传输速率将提升2-4倍。现有的视觉脑机接口交互速率大致为触屏的一半。可以预见十年后，无创脑机接口的通讯速率可以达到甚至超过触屏和键盘，接近语音的交互速率。同时，通过智能可穿戴、AI、物联网技术的融合，脑机交互将更加自然、高效。脑机接口将从医疗健康、消费娱乐等领域向智能生活、工业生产等更多领域延伸，改变我们的生活方式。

结语：脑机接口或带来人机交互新方向

脑机接口技术无疑是一项具有革命性潜力的前沿科技，它预示着人机交互的新方向。尽管在技术实现、伦理考量、安全性评估等方面存在挑战，但像王毅军博士这样的科研工作者对脑机接口的商业化前景持乐观态度。随着科技的飞速发展和研究的不断深化，这些挑战将逐步被克服，脑机接口技术的应用将越来越广泛。

值得注意的是，国内市场有许多如念及科技那样的企业正在坚持脑机接口技术的商业化。除LinkMe外，念及科技也推出了“浮白”、“河图”等多款产品。这些产品在软件算法和应用场景上各有侧重，能够提供不同功能的脑机接口设备，满足了医疗、科研、大健康、工业安全、智能交互等多个领域的应用需求。

未来，念及科技将继续致力于推动脑机接口技术的发展和实际应用，将脑机接口技术从实验室带到日常生活，使之成为提高人类生活质量、推动社会进步的重要工具。

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