脑陆科技罗竣文：脑机接口爆发前的煎熬与守望

经济观察网 · 公众号 · · 2022-12-26 12:47

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脑机接口技术发端于上世纪六七十年代，很多创业企业却是在最近五到十年才成立的。而如今罗竣文已拥有超过10年脑机接口和类脑计算研发经验。

记者 | 冯庆艳

图源 | 图虫创意

“脑机接口是一个朝阳赛道，现在可能处于爆发的前夜，”12月15日，北京脑陆科技有限公司（下称“脑陆科技”）CTO罗竣文接受经济观察报记者专访时说，“这两个月，国外有两家脑机接口的公司诞生了。这两家技术等各方面都比较强。未来不久，企业诞生速度会变大，可能会十几家、几十家的企业诞生。”

脑机接口技术发端于上世纪六七十年代，很多创业企业却是在最近五到十年才成立的。而如今罗竣文已拥有超过10年脑机接口和类脑计算研发经验。

2022年初，罗竣文从阿里巴巴转战至脑陆科技这家创业公司。“因为脑陆科技做的非侵入式脑机接口的赛道，是我一直想做的，”罗竣文说。

“我的整个职业生涯，都围绕在脑机接口和类脑智能，这个大的赛道上去进行的。”罗竣文说。“那是因为，一路走下来，每一次做选择，我都让自己在这一个赛道里去生根”。

生根

罗竣文进入脑机接口这个赛道，有着偶然性。“那源自于我读博士的第一年，我与我的博士老师无意间聊起来一个话题，我们都非常感兴趣，很快就定了那个比较有意思的研究课题。”罗竣文对记者回忆称，“这个课题开启了我的脑机接口生涯，算是机缘巧合。”那是2010年，罗竣文在英国纽卡斯尔大学微电子专业读博士。

罗竣文口中的有意思的研究课题是，能否用电子电路代替生物神经的功能。最开始，罗竣文拿一些非脊柱动物，比如螃蟹，做一些基础性概念验证的研究。“我们把螃蟹的胃部神经的一些细胞杀死，然后用电子电路设计实现两个人造的电子神经元，利用dynamic clamp技术把它们和螃蟹的胃部神经相连，看能不能恢复螃蟹受损的生物神经功能。”罗竣文说。然后罗竣文他们又在小鼠上，做一些小脑皮层关于时间机制的神经电路探索。这一研究持续了四年之久。2014年至2018年，又是一个四年，罗竣文迎来了他脑机接口生涯的关键时刻。“2014年，我接手了一个英国比较大的脑机接口项目，是做一个脑植入芯片，来治疗癫痫疾病的研究，”罗竣文告诉记者。

“这是我对脑机接口，有一个比较细致了解的核心阶段。”罗竣文回忆说，因为这个项目涉及到了材料、芯片、算法、动物实验、系统集成，医学以及医疗设备过审等方方面面。

罗竣文他们做了一个脑植入芯片，放在头部皮层，同时有一个胸腔控制器放在胸腔的位置，这样植入芯片可以实时检测脑电波，一旦发现了癫痫这种前兆，芯片就会给出光刺激，然后让大脑从异常状态回复到正常状态。“它完全是一个从0～1的过程，任何东西都只是在PPT上的一个图，”罗竣文告诉记者，“从最开始的器件选型算法设计，到材料兼容的测试，再到动物实验，还要做设备记录、人体测试，以及怎么保证系统的稳定性。”最后这项工作于2022年发表在Nature Biomedical Engineering上。

罗竣文补充称，里边有非常多的细节问题，亲身做了才会知道。“它让我比较细致的了解到，脑机接口植入式整个系统的原理，和怎么去搭建它。”

项目中，罗竣文他们遇到了许多困难，一个最核心的困难就是叫artifact（人工伪迹），即系统怎样能闭环保持同时信号记录和进行光刺激，而互相不受影响。

“这个问题当时困扰了我们很久，因为信息系统太复杂了，所以这里面涉及方方面面的一些因素，可能是光刺激、光材料的因素，也可能是LED不方便封装或电路设计的问题。正因为此，当时我们做了很深入的测试和研究，实验才慢慢确定这个问题。”罗竣文说。言辞间，他透着科研人员一丝不苟的气质。

紧接着，问题又出现了。设备做好了，怎么运用它的有效性，罗竣文他们需要在活体动物上去做，这就牵扯到怎样很好的把设备植入动物体内，以保证它比较稳定的运行。“这也牵扯到与神经科学和医学院的同学们，一起去做交流，去分析。”罗竣文告诉记者。

2018年，罗竣文去了美国，之后又去了阿里巴巴做类脑计算领域。虽然有点偏离脑机接口的主赛道，但也在领域大范围内，他大概工作了两三年。直到2020年他来到了脑陆科技。

发芽

非侵入式和侵入式，这是脑机接口的两个主流发展方向。至于罗竣文为何选择非侵入式，他认为，是根据两个方向的技术特点来决定的。

罗竣文告诉记者，侵入式最核心的优势是，能采集到非常高的信号精度，可做很多重要的医疗应用，比如对脑疾病、眼睛失明、瘫痪、癫痫等的治疗。“但它有很多基础性的科学问题需要解决，比如怎么把芯片植入脑子里10年，怎么保证芯片对生物组织不会产生腐蚀或者保证兼容性，怎么保证无线充电，怎么保证电极插的位置是稳定的，算法的稳定性，还有材质、时间周期等的问题。”“非侵入式的一个好处是，不需要开颅，只需贴在头皮上，但采集的信号精度比较弱，它拥有相对成熟的产业链，应用范围也比较广，我们认为它的落地周期也会比较短，我们可以用新的算法范式来弥补弱信号精度的问题。这正是我们所看重的。”罗竣文说。

罗竣文透露，他们核心的研发重点就是，依赖于这些粗糙的一级信号连接，得到想要的信息，来做杀手级应用落地。

“我们采取了一种新的技术途径，用神经动力学加AI的范式去做一级信号解码。”罗竣文说。

“一种新的意念交互的技术方式，在将来会成真。”罗竣文表示，人和外界的信息传输效率，指数高了很多倍的话，生产力和交流又不一样。

过程充满波折。这是一个复杂的系统，先是团队配合上遇到了问题，这在同事们一起努力下克服掉了。然后又进入到下个问题，比如蓝牙稳定性的问题；还有硬件屏幕闪烁率的问题；以及算法延迟的问题等等。“这些都是在研发过程中碰到的，碰到了，就一起坐下来想核心的技术方案。然后讨论选择出一个最可行的方案去实施，再去做测试。之后项目进行到了下一个步骤，再开始，接着又会遇到新的问题。今天是算法，明天是硬件，后天是电机……”罗竣文告诉记者。

罗竣文感受到，“这是一个个周而复始的周期，所以坚持第一，还要有热情，因为它是需要厚积薄发的。”

罗竣文透露，公司研发的产品工程样机已诞生，目前在内部调试优化，可能2023年会投入到市场中。

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