據(jù)報(bào)道,在最新的一項(xiàng)研究中,來(lái)自荷蘭拉德堡德大學(xué)唐德斯腦、認(rèn)知與行為研究所和荷蘭烏特勒支大學(xué)醫(yī)學(xué)中心的尤利婭·別列祖茨卡婭團(tuán)隊(duì)在《神經(jīng)工程學(xué)》雜志上發(fā)表了他們的研究成果。他們通過(guò)在未癱瘓的志愿者身上臨時(shí)植入一個(gè)腦機(jī)接口,成功記錄了這些志愿者在按要求大聲說(shuō)出給定的12個(gè)單詞時(shí)的大腦活動(dòng)信號(hào)。
在接下來(lái)的研究中,研究人員運(yùn)用先進(jìn)的人工智能技術(shù)對(duì)志愿者的大腦活動(dòng)信號(hào)進(jìn)行解碼,并成功建立起這些信號(hào)與具體單詞之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。隨后,他們將這些信號(hào)轉(zhuǎn)化為語(yǔ)音輸出,結(jié)果令人驚喜:機(jī)器轉(zhuǎn)化出來(lái)的語(yǔ)音甚至在語(yǔ)調(diào)和口音上都很接近志愿者本人。這一創(chuàng)新的識(shí)別準(zhǔn)確率高達(dá)92%至100%。
事實(shí)上,腦機(jī)接口技術(shù)已經(jīng)成為全球各地的研究重點(diǎn),并已經(jīng)進(jìn)入了應(yīng)用試驗(yàn)階段。包括馬斯克旗下的Neuralink公司在內(nèi)的許多公司和研究機(jī)構(gòu)都在這個(gè)領(lǐng)域進(jìn)行著積極探索。
依托腦機(jī)接口技術(shù)的意念控制機(jī)器、腦控開(kāi)關(guān)等新一代交互方式在醫(yī)療、教育和消費(fèi)品等領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用前景。
據(jù)麥肯錫公司的預(yù)測(cè),未來(lái)10到20年內(nèi),全球腦機(jī)接口產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)規(guī)模將達(dá)到700-2000億美元。這一數(shù)字無(wú)疑證明了腦機(jī)接口技術(shù)的巨大商業(yè)價(jià)值和社會(huì)價(jià)值。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和應(yīng)用的拓展,我們有理由相信,腦機(jī)接口技術(shù)將成為未來(lái)社會(huì)的重要推動(dòng)力。#腦機(jī)接口##新科技##前沿科技##馬斯克##人機(jī)交互#
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腦機(jī)接口(BMI)是一種創(chuàng)新的技術(shù),它允許人或動(dòng)物的大腦與計(jì)算機(jī)或其他電子設(shè)備之間建立直接的連接。
其原理是在人或動(dòng)物腦與計(jì)算機(jī)或其他電子設(shè)備之間建立的不依賴(lài)于常規(guī)大腦信息輸出通路的一種全新通訊和控制技術(shù)。在大腦與外部設(shè)備之間創(chuàng)建直接連接,實(shí)現(xiàn)腦與設(shè)備的信息交換。
腦機(jī)接口原理:
資料來(lái)源:CSDN
腦機(jī)接口的工作原理可以大致分為兩個(gè)步驟:首先是信號(hào)的采集,然后是信號(hào)的處理和傳輸。
在信號(hào)采集階段,腦機(jī)接口通過(guò)腦電信號(hào)采集設(shè)備(如電極帽或傳感器)捕獲大腦的電活動(dòng)信號(hào)。這些信號(hào)包含了大腦對(duì)外部世界的反應(yīng)和內(nèi)部思考的信息。通過(guò)專(zhuān)用的算法,這些信號(hào)可以被解碼并轉(zhuǎn)化為命令,這些命令可以被計(jì)算機(jī)或其他電子設(shè)備理解并執(zhí)行。
在信號(hào)處理和傳輸階段,腦電信號(hào)被處理并轉(zhuǎn)化為可以理解和執(zhí)行的命令。這些命令可以通過(guò)有線或無(wú)線的方式傳輸?shù)酵獠吭O(shè)備。例如,這些命令可以控制機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)、移動(dòng)計(jì)算機(jī)光標(biāo),或者用于操縱無(wú)人機(jī)等。
腦機(jī)接口產(chǎn)業(yè)鏈主要包括以下幾個(gè)部分:
硬件制造:主要包括制造和設(shè)計(jì)用于采集大腦信號(hào)的設(shè)備,如腦電信號(hào)采集設(shè)備和信號(hào)處理硬件。
腦電采集設(shè)備包括核心部件和器件、電極、芯片、電源和材料;外控外聯(lián)設(shè)備包括機(jī)械臂、仿生手、無(wú)人機(jī)等。
軟件層包括生物信號(hào)分析、核心算法、通信計(jì)算和安全隱私。
軟件及算法開(kāi)發(fā):腦機(jī)接口的核心在于解碼大腦信號(hào)并將其轉(zhuǎn)化為可以執(zhí)行的命令。這需要專(zhuān)業(yè)的軟件和算法開(kāi)發(fā)能力,包括信號(hào)處理、機(jī)器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)等技術(shù)。
應(yīng)用開(kāi)發(fā):在應(yīng)用方面,腦機(jī)接口可以應(yīng)用于各種領(lǐng)域,如醫(yī)療保健、娛樂(lè)、航空航天等。
例如,對(duì)于失去運(yùn)動(dòng)能力的人,腦機(jī)接口可以用于控制機(jī)械臂或輪椅;在游戲領(lǐng)域,腦機(jī)接口可以用于實(shí)現(xiàn)更加真實(shí)的虛擬現(xiàn)實(shí)體驗(yàn);在航空航天領(lǐng)域,腦機(jī)接口可以用于控制無(wú)人機(jī)或其他飛行器。
腦機(jī)接口重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域:
數(shù)據(jù)分析與服務(wù):主要包括對(duì)大腦信號(hào)的數(shù)據(jù)分析,以提取有用的信息。這需要專(zhuān)業(yè)的生物醫(yī)學(xué)工程和數(shù)據(jù)分析技能。此外,還可以提供相關(guān)的服務(wù),如健康監(jiān)測(cè)、行為分析等。
總體而言,腦機(jī)接口產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)且粋€(gè)融合了多個(gè)領(lǐng)域的前沿技術(shù),具有巨大的潛力和發(fā)展前景。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和應(yīng)用場(chǎng)景的拓展,這個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈將會(huì)進(jìn)一步發(fā)展和壯大。
腦機(jī)接口技術(shù)是一個(gè)涉及多學(xué)科交叉融合的領(lǐng)域,當(dāng)前主要以科研院所和高校為主進(jìn)行研究。然而,由于研發(fā)成本高、專(zhuān)業(yè)人才缺乏以及盈利模式不明確等因素,只有少數(shù)公司涉足該領(lǐng)域。
天津大學(xué)設(shè)計(jì)了一種新型卒中人工神經(jīng)康復(fù)機(jī)器人系統(tǒng),該系統(tǒng)已經(jīng)通過(guò)了國(guó)家食品藥品監(jiān)督管理局(CFDA)的檢測(cè),并在多地醫(yī)院進(jìn)行了臨床測(cè)試。
侵入式腦機(jī)接口技術(shù)受到技術(shù)倫理等多重限制,因此相比非侵入式腦機(jī)接口領(lǐng)域,只有少數(shù)高科技企業(yè)和高校如Neuralink、Neuropace和美國(guó)斯坦福大學(xué)以及國(guó)內(nèi)的浙江大學(xué)等進(jìn)行投入。
腦機(jī)接口上游設(shè)備尚未實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化量產(chǎn),自研BCI芯片和算法成為核心技術(shù)壁壘。復(fù)旦大學(xué)研發(fā)的BCI芯片于2021年初進(jìn)入第五次定型流片階段,有望在年底商用。這款64通道BCI芯片使用13.56MHz頻段進(jìn)行無(wú)線能量充電與指令傳輸,速率大54Mbit/s,每個(gè)通道的輸入?yún)⒖荚肼曋挥?.7微伏,功耗僅為340納瓦,整個(gè)芯片模組續(xù)航超過(guò)24小時(shí)。
在腦機(jī)接口產(chǎn)業(yè)鏈上下游,國(guó)內(nèi)相關(guān)布局廠商包括創(chuàng)新醫(yī)療、湯姆貓、中科信息、漢威科技、盈趣科技、東富龍、奧普光電、佳禾智能等。#財(cái)經(jīng)新勢(shì)力#
腦機(jī)接口技術(shù)的發(fā)展面臨著諸多挑戰(zhàn),例如提高解碼大腦信號(hào)的準(zhǔn)確性以避免誤操作或誤解,以及需要進(jìn)一步研究和改進(jìn)腦機(jī)接口的長(zhǎng)期安全性、耐久性和生物相容性。此外,腦機(jī)接口技術(shù)的成本較高,這也限制了其在某些領(lǐng)域的應(yīng)用。
隨著人工智能、神經(jīng)科學(xué)等領(lǐng)域的不斷發(fā)展,以及人類(lèi)對(duì)于改善生活質(zhì)量的需求不斷增加,腦機(jī)接口技術(shù)的應(yīng)用將會(huì)越來(lái)越廣泛。未來(lái),在安全及倫理性合規(guī)的前提下,腦機(jī)接口技術(shù)可能會(huì)被廣泛應(yīng)用于治療和改善各種神經(jīng)系統(tǒng)疾病、精神疾病以及認(rèn)知障礙等方面,為人類(lèi)帶來(lái)更高效的生活方式。
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