天津大学脑机交互实验室突破技术壁垒 无创脑机接口助力医疗与航天发展

天津大学脑机交互与人机共融海河实验室,一项曾被视为科幻的技术正在走进现实;科研人员通过采集并解析脑电信号,成功让机械指稳稳抓起桌上的小球。由团队自主研发的无创脑机接口康复系统“神工—灵犀指”,展示了脑机接口领域的前沿成果,也说明了基础研究与临床应用的紧密衔接。 脑机接口技术的核心,是在大脑与外部设备之间建立直接的通信通道。系统采集神经信号并将其转化为指令,实现“脑”与“机”的信息交互。对手部功能障碍患者而言,这类技术具备重要的康复价值:通过训练和反馈机制,激活有关神经通路,辅助恢复手部运动功能。 脑机海河实验室的成立同样值得关注。作为天津市7家聚焦前沿科技的海河实验室之一,该实验室由天津大学牵头建设,并于2023年3月27日正式揭牌。实验室主任、天津大学副校长明东介绍,团队以无创脑机接口为重点,持续推进技术创新与产业化落地。在航空航天方向,实验室设计开发了五代空间站在轨脑机交互系统,并完成“太空脑机接口实验”,更提升了我国在相关领域的竞争力。 实验室取得多项进展,离不开清晰的组织方式与发展定位。天津大学教授、脑机海河实验室常务副主任倪广健表示,实验室成立之初就组建了覆盖基础理论、器件系统到转化应用的研发队伍,形成全链条布局,促进基础研究与产业应用的衔接。目前,实验室在脑机接口领域的专利保有量位居世界前列,体现了持续创新能力。 不容忽视的是,实验室将应用导向贯穿科研全过程。倪广健强调,应用技术研究不能脱离实际需求,必须与市场和前沿趋势保持同频。在此思路下,实验室除了聚焦康复医疗,还在基础元件、航空航天等方向持续攻关,加快推动技术走向可用、可落地。 在基础研究上,实验室正探索片上脑机接口这一新分支。不同于以生物大脑为研究对象,片上脑机接口通过在培养皿中培育人工“类脑”组织,使其接收并反馈信号,进而“指挥”机械小车在沙盘中躲避障碍物。天津大学教授李晓红作为团队负责人指出,多学科交叉正在不断催生此类前沿成果。团队目前正将重心转向技术优化与应用落地,未来该方向有望推动混合智能、类脑计算等领域的发展。 从科技创新到产业转化,实验室也在加速推进。为带动脑机接口产业发展,实验室推动成立了目标规模百亿元的脑机接口产业发展专项基金。实验室孵化的天开燧世(天津)智能科技有限公司已通过国家高新技术企业认定,并获得国家科技型中小企业称号,显示相关技术正逐步具备市场化能力。 这些进展与党的二十届四中全会提出的“加快高水平科技自立自强,引领发展新质生产力”部署相呼应。倪广健表示,实验室正把相关要求转化为具体行动,持续探索脑机接口的技术边界,加快推动前沿成果转化为现实应用。 展望未来,倪广健认为,实验室将继续发挥新型研发机构的协同作用,以创新牵引产业升级。党的二十届四中全会提出的“推动科技创新和产业创新深度融合”要求,正在脑机海河实验室的探索中得到具体落实。

从“意念控制一根机械指”到探索在轨交互系统与片上脑机接口,创新的价值不仅在于技术突破,更在于能否走通可持续的产业化路径并形成公共价值。把战略部署落到一项项可验证的成果、可推广的应用和可复制的机制上,才能让前沿科技真正转化为现实生产力。面向未来,脑机接口仍需长期投入与耐心,也需要更完善的协同创新生态,以稳扎稳打的节奏把“可能”变成“可用”。