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交互控制系統(tǒng)

　　研究人員頭戴腦電放大器，坐在一臺顯示器前。人未動，旁邊的機(jī)器人卻隨著“指令”做出一系列動作。這是由四川腦科學(xué)與類腦智能研究院研發(fā)的腦器交互控制系統(tǒng)，利用腦器交互技術(shù)，建立起腦、器官(人眼)和機(jī)器三者之間信息同步通路。

　　“通過頭上佩戴的腦電放大器采集視覺誘發(fā)電位，由人工智能算法提取特征，識別出命令模式，再控制機(jī)器人做出相應(yīng)動作。”四川腦科學(xué)與類腦智能研究院院長堯德中說，這套設(shè)備可用于殘障人士的臨床康復(fù)和輔助治療，預(yù)計未來2~3年可以達(dá)到上市條件。

　　“腦科學(xué)的研究意義深遠(yuǎn)，因為不僅關(guān)乎著人類的健康和福祉，也關(guān)乎著未來大國競爭中的生產(chǎn)力和科技制高點。”5日這天，8月的蓉城在持續(xù)高溫天氣后迎來第一場降雨，窗外雨聲淅瀝，窗內(nèi)明亮的辦公室內(nèi)，堯德中跟記者聊起他30余年來的腦科學(xué)故事。

　　團(tuán)隊成功研發(fā)國內(nèi)首個 數(shù)字孿生腦模型平臺

　　腦器交互是堯德中提出的一個腦科學(xué)領(lǐng)域新名詞。在此之前，腦機(jī)接口，是投資圈炙手可熱的話題。

　　“目前腦機(jī)接口研究常常只了解腦與機(jī)器的關(guān)系，但是人體是一個復(fù)雜的系統(tǒng)，腦與身體其他各部分間時刻發(fā)生著極其復(fù)雜、廣泛的聯(lián)系，不關(guān)注身體其他各部分與腦、機(jī)器的關(guān)系，往往會陷入‘人在山中行，看山不見山’的局面，難以從更全面的角度看待腦與外部交互的問題。”如何解決這個問題?堯德中提出了腦器交互概念。

　　“不管是人類還是動物，運(yùn)動起來都非常得心應(yīng)手，還有一種美感。”他以記者訪談時做筆記的樣子為例說，左手托著筆記本，右手執(zhí)筆，能達(dá)到一種平衡，是因為人體內(nèi)有一套非常精致的感覺運(yùn)動系統(tǒng)。記筆記過程中，除了大腦，還涉及肌肉、關(guān)節(jié)器官等腦外身體器官和非生命器械——筆和筆記本。這給了我們一個啟示：單純考慮身體器官，或單純強(qiáng)調(diào)外界的器械如單純代替人手的機(jī)械手，可能都不能很好地完成任務(wù)。“我們需要把腦與生命器官，和腦與非生命器械這兩類交互統(tǒng)一起來，統(tǒng)稱為腦器交互，以體現(xiàn)融合兩者的必要性。”他說。

　　腦器交互之外，近年來，“數(shù)字孿生”的概念也在逐步進(jìn)入人們視野。就在上月，堯德中團(tuán)隊成功建立了數(shù)字孿生腦(DTB)模型，并基于該模型開展了穩(wěn)態(tài)視覺誘發(fā)電位響應(yīng)機(jī)制研究。這也是國內(nèi)首個數(shù)字孿生腦模型平臺。

　　數(shù)字孿生腦就像人類大腦的“備份”或克隆體，科學(xué)家不僅可以用它整合各類生物腦研究結(jié)果，還可以揭示腦機(jī)理、啟發(fā)類腦智能等。

　　“該領(lǐng)域還有很大的發(fā)展空間，希望國內(nèi)更多的優(yōu)秀團(tuán)隊加入數(shù)字孿生腦的建立及應(yīng)用中，發(fā)展具有中國特色世界領(lǐng)先的全腦尺度計算模型。”他相信，未來的數(shù)字孿生腦可以通過模仿人類神經(jīng)系統(tǒng)的工作原理，成為一定意義上的通用智能系統(tǒng)，讓人工智能邁上新的臺階，在思考、決策上接近于人腦。

　　成都的生活氛圍、環(huán)境很好 更適合潛下心來做研發(fā)

　　“大腦是人體最神秘的地方，被認(rèn)為是科學(xué)研究的‘最終堡壘’。人類進(jìn)入高級信息社會后，電子信息技術(shù)與醫(yī)療健康、人工智能等領(lǐng)域的結(jié)合，也為腦科學(xué)研究帶來更多可能。”堯德中認(rèn)為。

　　除此之外，腦科學(xué)、腦產(chǎn)業(yè)是典型的新經(jīng)濟(jì)，不僅為醫(yī)療產(chǎn)業(yè)提供了新的增長點，而且能通過與數(shù)字技術(shù)、智能技術(shù)等新興技術(shù)相結(jié)合，發(fā)展出更多的技術(shù)和產(chǎn)業(yè)形態(tài)，形成未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要動力源。

　　堯德中認(rèn)為，從全國范圍來看，發(fā)展腦科學(xué)和腦產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)，成都最大的優(yōu)勢在于技術(shù)和資源儲備。

　　腦科學(xué)結(jié)合最緊密的學(xué)科是電子信息，成都除了有電子科大和四川大學(xué)外，還有中國科學(xué)院成都分院光電所、生物所、計算所等高校院所提供技術(shù)和人才資源。四川大學(xué)華西醫(yī)院、四川省人民醫(yī)院、成都市第四人民醫(yī)院等醫(yī)療機(jī)構(gòu)不僅在腦科學(xué)研究方面積累了豐富的成果，還可提供豐富的應(yīng)用場景。

　　此外，在他看來，“北上廣或許機(jī)會更多，但成都的生活氛圍、環(huán)境很好，更適合潛下心來做研發(fā)。”

　　四川腦科學(xué)與類腦智能研究院就搭建了這樣一個圍繞腦智醫(yī)療產(chǎn)品的中試平臺，不僅為企業(yè)提供平臺檢測，還提供智力支持。“目前該平臺已能覆蓋有源類醫(yī)療器械30%的檢測需求，可以將以往需要3—6個月的研發(fā)階段檢驗檢測時間縮短到1個月內(nèi)。”

　　這一中試平臺，也堅定了他在成都打造腦智產(chǎn)業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈的信心。他說，在底層數(shù)據(jù)收集分析上，研究院建立了云腦信息平臺，該平臺基于云原生技術(shù)開發(fā)的系統(tǒng)，可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)、算法、計算資源三方資源匯聚。中間層，研究院的科研技術(shù)成果和中試平臺，可以為產(chǎn)業(yè)化成果轉(zhuǎn)化提供方法論和設(shè)備儀器。當(dāng)產(chǎn)品從實驗室走出來，往下可以直接對接醫(yī)療機(jī)構(gòu)的臨床需求實際應(yīng)用。在他的設(shè)想中，通過研究院的各方資源，未來將成都相關(guān)企業(yè)進(jìn)行整合，“如果能帶動一批小企業(yè)成長為大企業(yè)，那這件事就很有意義了。”

　　堯德中出生于重慶，在成都生活發(fā)展。“我希望成渝共建的中國西部科學(xué)城能把腦科學(xué)與類腦智能作為重點發(fā)展方向之一。”在他看來，發(fā)展腦科學(xué)，成渝互補(bǔ)很明顯。“成都和重慶可以在腦科學(xué)基礎(chǔ)與轉(zhuǎn)化研究的鏈條上很好地整合起來，實現(xiàn)互補(bǔ)性優(yōu)勢的整合，進(jìn)而形成在全國甚至全球的影響力。”他說。