在2014年上映的科幻電影《超體》中，女主角露西開發了大腦100%的潛能，成為超級計算機一般的存在。她聯通全世界的信號，在歷史長河任意穿越，憑意念改變萬物形態……10年后，這些看似“瘋狂”的想象逐步走入現實。

“片上腦—機接口”智能交互系統MetaBOC圖示。圖片源自天津大學

給機器人安上人類的“大腦”，如何實現？

天津大學的腦機交互與人機共融海河實驗室（下稱腦機海河實驗室）日前發布的全球首個可開源的“片上腦—機接口”智能交互系統MetaBOC可以作答。

簡單來說，首先用人體細胞培養一個類人類“大腦”，然后與電極芯片耦合形成片上腦。培養的“大腦”是指揮中心，芯片技術充當了眼睛、耳朵或效應器，負責信息的傳入傳出。

圖為搭載“片上腦—機接口”智能交互系統MetaBOC的機器人模型。人民網記者 劉葉婷攝

目前，該系統實現了培養“大腦”對機器人避障、跟蹤、抓握等任務的無人控制，完成了多種類腦計算的啟發工作。

據天津大學醫學院教授、腦機交互與人機共融海河實驗室片上腦機接口團隊負責人李曉紅介紹，隨著技術不斷突破，片上腦—機接口還將實現新一代生命體與非生命體的融合交互，形成在混合智能、醫療康復等國家重大需求領域的新應用。

當前，片上腦機接口技術領域處於起步階段。“這將是未來‘讀懂’大腦的一個機關。”李曉紅充滿憧憬，大腦神經系統浩瀚無際，也許未來通過片上腦技術能揭開大腦的奧秘。

這是腦機海河實驗室近期發布的眾多開創性技術成果之一。多年來，這個平均年齡隻有35歲的80、90后科研團隊瞄准在腦機交互和醫工結合領域的科技前沿陣地，啃“硬骨頭”、攻“卡脖子”，向“新”提質，連連突破。

擁有完全自主知識產權的腦—機交互芯片“腦語者”可通過“意念”實現全世界最大指令集的“隔空打字”﹔“神工—靈犀指”可使腦卒中患者用意念控制機械手指，並幫助與大腦“斷聯”的手指恢復機能﹔“神工—神甲”外骨骼機器人可幫助腦卒中下肢功能障礙患者實現步態矯正與下肢功能康復﹔混合驅動虛擬現實步行系統“神工—神行”讓枯燥的康復訓練充滿趣味和想象空間……

“健康是天大的事。”天津大學腦機海河實驗室科研團隊胸懷為民初心，在腦機接口的國際賽道上跑出了加速度，取得了好成績。腦機海河實驗室副主任倪廣健介紹，天津大學在腦機交互領域擁有世界最大專利池，掌握無創腦機接口關鍵核心技術，腦電識別精度、控制指令數量和信息傳輸率三項核心指標均達到國際最高水平。

“我們希望能幫助更多科研成果走出實驗室，走上‘生產線’實現產業化。”倪廣健表示，腦機海河實驗室成立一年多來，一直致力於促進“產學研用金”全鏈條式創新發展。就在上個月，國內首個面向腦機接口產業發展的專項基金——腦機海河實驗室基金正式發布，為推動行業發展提供資金支持。

據了解，該基金首期目標規模10億元，由腦機海河實驗室、天津市濱海高新區管委會、天津市河西區政府、天津市海河產業基金等合作設立，旨在建立“科學家＋企業家＋政府＋投資人”的創新投資模式，撬動社會資本支持腦機全產業鏈發展，賦能初創企業快速成長。

作為多學科交叉的前沿技術，“腦機接口”被公認為是新質生產力的典型代表。近年來，國內外企業、科研機構紛紛搶灘這一市場，紅海競爭趨勢日益顯現。

作為最早布局該領域的科研機構代表，倪廣健坦言，希望市場冷靜理性客觀，不要追求“短平快”，而是思考真正有用的應用場景。“行業發展另一個突出問題就是缺少專業人才。”他說，天津大學將率先設立相關專業並開始招生，希望能為補足人才鏈，為行業發展提供助力。（宋麗雲、張桂貴、楊牧、劉葉婷、崔譯戈、符園園、彭昱凱、馬蒂奧、代曉靈、張靜淇）

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