中國腦機接口新突破實現(xiàn)三維物理世界交互

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2025-12-18 12:32:59 環(huán)球時報

近日，中國科學(xué)院腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心與國內(nèi)科研機構(gòu)及醫(yī)療單位合作開展的第二例侵入式腦機接口臨床試驗取得新突破。技術(shù)上實現(xiàn)了從二維屏幕光標控制到三維物理世界交互的重大轉(zhuǎn)變，使植入者具備了三維物理世界的操控與交互能力。

接受本次腦機接口臨床試驗的是一位中年男性患者。2022年，他因一次不幸摔倒導(dǎo)致脊髓損傷，四肢癱瘓。經(jīng)過一年多的康復(fù)，情況未有改善，僅剩頭頸部可以活動。2025年6月，該患者植入了科研團隊開發(fā)的腦機接口系統(tǒng)。

起初，經(jīng)過2到3周的訓(xùn)練，患者能夠憑借意念對電腦光標、平板電腦等電子設(shè)備進行控制。在此基礎(chǔ)上，研究團隊通過更多新技術(shù)的引入，成功將腦機接口應(yīng)用場景從二維屏幕拓展到了三維物理世界。例如，患者可以通過意念超低延遲操控輪椅和機器狗，真正實現(xiàn)了從虛擬到物理、從基礎(chǔ)控制到生活場景融合。研究人員表示，患者可以通過機器狗作為自己身體的延伸，實現(xiàn)樓下取快遞等功能，大大豐富了他的生活。

目前，該系統(tǒng)已經(jīng)可以讓使用者通過大腦“意念”實現(xiàn)接近常人使用手機和電腦的操作速度，并初步控制具身智能機器人。利用侵入式腦機接口記錄大腦的運動信息，用這些信息來控制外部器件。特別是證實了電極在大腦中的安全性、長期穩(wěn)定性和信號解碼穩(wěn)定性，這是邁向?qū)嶋H醫(yī)療應(yīng)用的重要一步。

侵入式腦機接口由前端傳感器和后端處理器兩部分組成。前端傳感器是一根細線，大約5到8毫米長，進入大腦；后端處理器嵌入顱骨，負責將大腦的微弱神經(jīng)活動轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，使植入者能通過意念操控外部設(shè)備。植入者會被引導(dǎo)想象肢體移動，這種意念映射到外部設(shè)備上，相當于融入外設(shè)成為自己肢體的一部分。

最新展示的侵入式腦機接口系統(tǒng)具有連續(xù)、穩(wěn)定、低延遲的精準控制特點。為了實現(xiàn)這些目標，科研團隊開發(fā)了高壓縮比、高保真的神經(jīng)數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)，并創(chuàng)新性地融合了幾種數(shù)據(jù)壓縮方式。這套混合解碼模型即便在嘈雜環(huán)境中也能高效提取有效信息，提升了15%到20%的腦控性能。此外，科研團隊還攻克了關(guān)鍵核心技術(shù)，使系統(tǒng)能在患者日常使用過程中實時微調(diào)解碼參數(shù)，讓植入者越用越順手。系統(tǒng)從信號采集到指令下發(fā)的端到端延遲也壓縮到了100毫秒以內(nèi)，低于人體自身的生理延遲，使患者的控制體驗更加流暢。未來，科研團隊還將研究更多應(yīng)用場景，以適應(yīng)不同需求。

(責任編輯：zhangxiaohua)

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