人工智能 · 2024年2月17日 0

2022年中国信通院发布脑机接口总体愿景与关键技术研究报告

脑科学问题是人类社会面临的基础科学问题,是人类理解自然和理解人类自身的重要研究方向,脑机接口是该领域的有效探索手段之一。在国家战略的引领下,在科技创新不断更迭促进下,在人民大众的期待关注下,脑机接口技术将在面向世界科技前沿、面向国家重大需求、面向人民生命健康的科技创新主战场上发挥重要作用。为此,中国信息通信研究院(以下简称“中国信通院”)面向脑机接口领域,提出“脑智芯连,思行无碍”这一行业发展总体愿景,并针对此愿景目标的实现,尝试勾画出在不远的未来,脑机接口产业发展的蓝图和愿景期望。希望产业各方能够在此愿景描绘的不同场景下开展更多研究、开发、交流与合作,共同绘制脑机接口产业的美好未来。

近日,中国信通院正式发布《脑机接口总体愿景与关键技术研究报告(2022年)》,针对脑机接口这一前沿领域,全球首次从愿景、需求、场景、技术、系统衡量指标几个维度开展研究,对该领域的科研攻关、产品研制和政策研究具有参考价值。

报告全面论述了脑机接口发展现状,提出了“脑智芯连,思行无碍”的总体愿景目标,总结了脑机接口系统需要满足 “准确、高效、稳定、易用、安全”五大需求,给出了系统性能和可用性两组关键评估指标,分析了采集技术、刺激技术、范式编码技术和解码算法技术等4种核心技术的发展现状及趋势,并就脑状态检测、神经调控和对外交互3类重要应用场景下的脑机系统给出具体指标建议。报告最后就脑机接口未来应用和市场发展规模进行了预测,并给出了未来发展展望。

白皮书核心观点

1. 报告提出一个愿景:“脑智芯连,思行无碍”。

这是脑机接口产业发展总体愿景,“脑”寓意为大脑和思维意图,“智”寓意为人工智能和类脑智能,“芯”寓意为以芯片和计算能力为代表的外部设备,“连”有通讯、接口、内外连接与协同三重含义。通过“脑智芯连”的科学融合,实现“思行无碍”的目标,即期待大脑及人类智能和外部设备相互连接后,人类的思想和行为控制之间,不再有疾病和空间的阻碍;人类的能力得到显著增强,大大降低神经疾病带来的痛苦。

2. 脑机接口愿景的实现前提是满足“准确、高效、稳定、易用、安全”五大需求。

即脑机接口系统应具有准确的大脑意图解码算法;高效的信息解码效率,快速地反馈响应和执行任务;稳定的设备性能与抗干扰能力;易用、轻便、舒适的使用体验;安全和符合伦理要求的植入、采集和信息传送保障。是否满足五大需求的评判指标,可分为性能指标与可用性指标两组。性能指标主要体现在响应时间、识别正确率、可输出指令数量和菲茨吞吐量等4个易量化指标;可用性指标主要体现在易用性、长效性、鲁棒性、安全性和互操作性等五个主客观结合指标。

3. 脑机接口的创新发展有赖于“产学研用医政”协同创新体系的搭建。

脑机接口的广泛应用落地需要关键技术的突破,工程技术的革新,科研工具平台的支撑,标准体系的推动、测试验证体系的完善,科技伦理的共识,以此来不断突破发展瓶颈,迎来更大的应用空间。因此,脑机接口产业需要建设创新协同体系,促进多学科协作、多行业协同。

4. 全面分析研判脑机接口的关键技术发展现状和未来趋势。

报告针对脑机接口采集技术、刺激技术、范式编码技术和解码算法技术4种核心技术的发展现状及趋势进行了分析。

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