每分鐘62-78個詞！腦機(jī)接口讓失語者以意念準(zhǔn)確“發(fā)聲”【附腦機(jī)接口行業(yè)市場分析】

圖源：攝圖網(wǎng)

8月23日，《自然》發(fā)表的兩篇論文報告了新的腦機(jī)接口裝置，其不僅能將大腦活動解碼為語言，而且比當(dāng)前所有技術(shù)都更迅速、更準(zhǔn)確且覆蓋詞匯量更大。這一成果展示了在幫助嚴(yán)重癱瘓人群恢復(fù)溝通能力方面的技術(shù)進(jìn)步。

由美國斯坦福大學(xué)團(tuán)隊(duì)開發(fā)的腦機(jī)接口裝置，可以通過插入大腦的細(xì)電極陣列收集單個細(xì)胞的神經(jīng)活動，并訓(xùn)練人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來解碼病人想說的話。在該裝置的幫助下，一名肌萎縮性側(cè)索硬化癥病人能以每分鐘62個詞的速度進(jìn)行交流，這種語速是此前類似裝置的3.4倍，更加接近自然對話（每分鐘約160個詞）。該裝置在50個單詞的詞匯量下錯誤率為9.1%，比此前最先進(jìn)的語言腦機(jī)接口裝置低至約1/3。在使用12500詞匯量時，錯誤率為23.8%，團(tuán)隊(duì)認(rèn)為這可能是首次成功演示大詞匯量解碼的研究。

(資料圖)

在另一項(xiàng)研究中，加州大學(xué)舊金山分校團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種基于不同方法獲取大腦活動的腦機(jī)接口裝置，其電極覆蓋在大腦表面并偵測許多細(xì)胞的活動，可以將大腦信號同時轉(zhuǎn)化為三種輸出形式：文字、語音和控制一個頭像。研究人員訓(xùn)練了一個深度學(xué)習(xí)模型來解碼一名患者的神經(jīng)數(shù)據(jù)，該患者因腦干中風(fēng)而嚴(yán)重癱瘓，收集數(shù)據(jù)時病人無聲地說出句子。腦信號到文字的轉(zhuǎn)譯速度中位數(shù)為每分鐘78個詞（錯誤率為25%）；腦信號轉(zhuǎn)譯為語音時，372詞匯量下錯誤率為28.2%，詞匯量越小，錯誤率越低。

這項(xiàng)研究為未來的腦機(jī)接口技術(shù)發(fā)展提供了新的方向和希望。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，我們有理由相信，將來的腦機(jī)接口裝置將能夠更好地解碼大腦活動，并幫助更多的人恢復(fù)溝通能力。

腦機(jī)接口的定義及分類

腦機(jī)接口指在人或動物大腦與外部設(shè)備之間創(chuàng)建的直接連接，實(shí)現(xiàn)腦與設(shè)備的信息交換。其工作流程包括腦電信號的采集和獲取、信號處理、信號的輸出和執(zhí)行最終再將信號反饋給大腦。腦機(jī)接口的技術(shù)分類，按照信號采集方式劃分，主要分為侵入式、非侵入式和半侵入式。

技術(shù)發(fā)展情況：專利申請數(shù)量不斷增長

2021年9月，科技部發(fā)布了《科技部關(guān)于發(fā)布科技創(chuàng)新2030—“腦科學(xué)與類腦研究”重大項(xiàng)目 2021年度項(xiàng)目申報指南的通知》，涉及59個研究領(lǐng)域和方向，國家撥款經(jīng)費(fèi)預(yù)計超過31.48億元人民幣，指南的發(fā)展標(biāo)志著醞釀6年的中國腦計劃項(xiàng)目正式啟動。

在各大科研院校及相關(guān)企業(yè)的努力下，我國腦機(jī)接口行業(yè)正在加快追趕步伐。從專利來看，2013年以來，國內(nèi)腦機(jī)接口相關(guān)專利數(shù)量持續(xù)增長，且申請量增速明顯加快；2021年我國腦機(jī)接口行業(yè)專利申請量達(dá)到了1896件，為近年來的峰值。

清華大學(xué)心理學(xué)系副教授、清華大學(xué)腦與智能實(shí)驗(yàn)室兼職研究員張丹認(rèn)為醫(yī)療臨床應(yīng)用才是腦機(jī)接口技術(shù)的未來主流方向。張丹教授表示面向醫(yī)療，凡是跟大腦疾病相關(guān)的，比如漸凍癥、癲癇病等患者，都可以將其歸之于腦機(jī)接口這項(xiàng)技術(shù)的潛在應(yīng)用方向之內(nèi)。除了治療腦部疾病，還有一種情緒的腦機(jī)接口，也就是被動腦機(jī)接口，可以應(yīng)用于心理學(xué)研究。

全聯(lián)并購公會信用管理委員會專家安光勇認(rèn)為腦機(jī)接口技術(shù)還處于起步階段，仍有很大的發(fā)展空間。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，我們可以預(yù)見未來腦機(jī)接口技術(shù)將更加精確、可靠，并具備更多應(yīng)用場景。

天使投資人、資深人工智能專家郭濤表示，腦機(jī)接口技術(shù)模糊了人與機(jī)器的邊界，也模糊了人類道德與法律規(guī)范的邊界。未來，政府有關(guān)部門需要進(jìn)一步加強(qiáng)腦機(jī)接口技術(shù)創(chuàng)新的倫理規(guī)制、建立健全腦機(jī)接口技術(shù)風(fēng)險評估和倫理審查機(jī)制、積極參與國際腦機(jī)接口標(biāo)準(zhǔn)制定等，防止技術(shù)被濫用。

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