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脑-机接口十大典型产品

 菌心说 2023-07-18 发布于北京

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编辑丨Lisa
审核丨mingzlee7

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    征集背景
为纪念脑机接口科学概念提出五十年以及进一步加强脑机接口领域的科技前瞻研判,引领原创性科研攻关,推进科技自立自强,脑机接口产业联盟组织动员各会员单位、联盟工作组及联盟专家和广大脑机接口产学研医科技工作者,征集全球共同关注的脑机接口十大典型产品。
    征集结果

十大脑机接口典型产品在天津首届脑-机接口大会暨脑机接口产业联盟第一次全会上发布。

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01. 便捷式可穿戴的非侵入式脑信号采集设备

推荐理由:非侵入式脑信号采集设备是当下科研、医疗等领域不可获缺的重要设备,且随着应用场景范围的不断扩大,脑信号采集的场景不再局限于实验室、电磁屏蔽间、医院或其他专业机构,因此便携、易用、舒适的需求日益突出。国内外的广大科研团队和企业因此不断创新突破,通过材料革新(例如导电聚合物、复合改性材料、陶瓷、镀银弹性体等电极新材料)、信号采集方式革新(例如电采集、功能近红外采集、磁采集)、采集设备结构革新(例如毛刷状电极、弹簧状电极、梳齿状电极)、信号算法革新、信号传输方式(例如蓝牙传输、wifi传输)革新等举措确保高信号质量的同时采集设备更轻质、更便携以及更易用。

02. 基于中枢脑信号和肌表面信号的多模态智能可穿戴设备

推荐理由:当前,大脑的神经信号不仅可以在中枢神经系统上被采集到,也可以因传导而间接被身体其他部位采集到,例如经过外周神经系统传递到身体手腕部位。随人工智能算法与硬件设备的不断发展,人类逐渐能从高频肌电信号中解码出精细、连贯的手指动作,并生产制造出例如基于sEMG表面肌电信号的可穿戴设备,用于人机交互、智能外设控制、打字交互等。未来极有可能会发展成结合中枢神经系统脑信号、心电信号、眼电信号等多模态的设备,并且更加轻质便携和可穿戴,功能多元个性化且智能化,届时将极大带动多产业链的发展,产生新接入形态的终端。

03. 神经疾病和人机交互的植入式闭环神经调控系统

推荐理由:帕金森病、癫痫、抑郁症和脑卒中等神经系统疾病,阿尔兹海默症、认知障碍等神经退行性疾病,以及脊髓损伤等问题的高发与突发给家庭、社会带来严重的负担,而且神经疾病发病率不断攀升,发病群体趋于年轻化,其中部分药物难治性患者无法通过药物或外科手术得到有效治疗。闭环模式是符合生物体自身规律和内在平衡需求的一种治疗模式。闭环模式在获取大量的生物学信息后可以进行更深度的学习,将脑电实时采集,智能分析、按需刺激和控制反馈整合于一体,实现更智能、更精细、更安全的调控治疗和对外交互。业界已有通过血管递送的传感器、直接在脑内植入传感器等方式采集脑信号的案例,从而协助患者脑控外设、沟通交流、预警和治疗疾病发作。
04. 基于脑机接口的运动辅助和康复系统

推荐理由:基于脑机接口的运动辅助和康复系统能在手术、药物、理疗等传统治疗训练手段基础上,以全新的模式调节神经系统与内外环境的交互作用,解决了临床上大脑无法与肢体连接的痛点问题,实现大脑对外部设备的直接控制,实现了传统治疗手段无法完成的神经肌体重建功能、假肢控制;实现了神经损伤疾病由外周被动康复方法向主动康复的重要转变,为偏瘫、截瘫等疑难重症提供了有效的治疗与康复方案。目前国内外已有多款脑机智能康复产品获批注册上市,在临床上取得了显著的效果,造福了众多患者。

05. 基于脑机接口的特殊岗位人员状态安监系统

推荐理由:在隧道施工、电网巡查、冶金作业、矿山开采、消防救援等多种特殊作业岗位中,人员极易于发生缺氧、中毒、昏厥等安全事故,也极易于出现疲劳、注意力下降、警觉度下降问题,少通道且高鲁棒性的脑机接口技术可对大脑状态进行实时读取和解析,结合多模态信号进行人员状态监测的相关系统可提升安全监控的数字化、智能化水平。

06. 基于脑机接口的心理筛查系统

推荐理由:传统的心理筛选系统多采用量表而具有主观性,易于出现误诊、漏诊。脑机接口技术作为自评式量表的补充技术手段,有助于准确识别抑郁等心理状态,提升普遍筛查的精准度,从而为心理疾病的进一步确诊和后续治疗提供重要依据。当前,脑机接口技术进行心理筛查遇到的难点是如何在不影响输出结果稳定性的前提下进行便携式改造,从而满足快捷便利的筛查需求。

07. 基于脑机接口的认知障碍评估、唤醒和训练系统

推荐理由:最新研究表明,基于脑机接口的认知障碍数字药物可以实现患者的有效诊断和治疗,进而达到延缓目的。该类数字药物的推广意义重大,不仅能缓解老龄化带来的医疗压力,促进全球康复医疗行业发展,同时也能改善老年人生活质量,为我国带来重大的经济和社会效益。

08. 基于脑机协同的无人外设控制系统

推荐理由:当前,无人机编队、无人运输车队等无人编队系统面临提高行动效率,减小人员伤亡的强烈诉求,仅依靠人工智能技术存在无法及时应对未知环境和突发状况等问题,将脑控与机控相结合的脑机协同外设控制系统融合了脑机接口技术、智能控制技术和传感技术,可提高系统的操控性、安全性、智能性,降低操作者的操作负担和操作难度,能有效实现更智能、更灵活、更高效的控制。业界已开发了真实场景和虚拟场景下的脑机协同无人编队智能控制系统,日后也可以与多机器人系统进行智能协同,用于无人搜救等场景。

09. 基于脑机接口的闭环睡眠监测系统

推荐理由:脑机接口技术的发展为睡眠研究和治疗带来了新的可能性,因为脑机接口技术通过监测和解读脑电波活动能了解睡眠状态和质量。评估睡眠的深度、持续时间以及是否存在异常现象,有助于优化和增强睡眠体验、识别睡眠障碍并进行及早发现和干预,制定个性化治疗方案。


10. 非侵入式脑机接口芯片

推荐理由:非侵入式脑机接口产芯片普遍包括可编程增益放大器、滤波器、振荡器、数字串行外围接口、偏置驱动电路和高精度低损耗线性电源等模块,具备放大和模数转换等重要功能。用于进行EEG 和生物电势测量。

特别声明
“五个十”将作为未来中国脑机接口技术发展的重要抓手和载体,对于进一步引领全国科技创新趋势和科研攻关方向,聚焦关键核心问题集智攻关,服务国家科技创新发展具有重要意义。

因时间和征集范围有限,征集结果可能难免存在疏漏。联盟将组织产业跟踪研判活动,定期更新征集成果,以更好的凝聚产业共识,协同创新发展方向。

*本文转载自公众告:脑机接口产业联盟

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