术理创新集团副总裁樊坤君:人工智能多模态脑机接口平台助力康复产业

10月28日,首届南渡江智慧医疗与康复产业高峰论坛在海口市盛大召开。本次大会由海口国家高新技术产业开发区管委会和芯原微电子(上海)股份有限公司联合主办,芯原微电子(海南)有限公司、海口市美兰区人民政府、海口国家高新区国际投资咨询有限公司承办。在此次论坛上,术理创新集团副总裁樊坤君先生分享了目前“脑机接口技术发展和现状”,介绍了术理创新集团人工智能多模态脑机接口平台的应用。

术理创新集团副总裁樊坤君:人工智能多模态脑机接口平台助力康复产业

脑机接口技术现在非常的火爆,但是脑机接口技术并不是一项全新的技术。从脑机接口技术发展历程来看,早在1924年,人类首次进入脑电波开启了脑机接口学术探讨时代;1969年科学家设定了著名猴子打游戏的试验,标志着脑机接口进入科学论证阶段;在1999年和2000年两次脑机接口国际学术会议的召开,为脑机接口技术发展指明了方向,至此脑机接口技术开始了快速发展;2004年脑机接口技术进入应用实验阶段,各国科研机构在不同技术方向实现了突破。比如2019年天津大学发布全球首款脑机接口芯片,2020年Neuralink给猪植入了脑机接口。随着学术研究与产业持续创新发展,以及计算机技术、芯片材料技术的不断突破,脑机接口也在持续发展。

脑机接口技术发展和现状

脑机接口技术也分成了非侵入式(脑外)、侵入式(通过手术等方式直接将电极植入到大脑皮层)和半侵入式(将脑机接口植入到颅腔内,但是在大脑皮层之外)。

脑机接口技术发展和现状

因为侵入的程度越高,信号强度也越高,但临床风险也越高,技术门槛也更高。而非侵入式只是需要体外穿戴,因此是当前采用的主要方式。目前国内外非侵入式脑机接口开发日渐成熟,目前可以满足临床的需求,有利于产品落地和技术迭代。

现代医学进入多学科交叉融合突破,脑机接口拐点已经到来,正在从基础科研走向市场,脑机接口设备获取大脑信息并进行分析,脑疾病、神经疾病、精神系统疾病的诊断筛查兼顾治疗康复等领域都有广阔的场景,一些产品已经进入了公众的视野。

比如2014年巴西世界杯一个截肢选手用脑机接口开球震惊了全世界。也有一些科技公司实现技术突破、科研转化,医疗场景率先实现产品落地。脑机接口产品的落地又能够带动产业链上下游多方联动发展,多个国家在技术上面积极鼓励该技术的发展,并且因为脑机接口技术与军事应用密切相关提升至国家战略科技地位。

脑机接口的拐点已至,也是战略必争的高地。中国也是高度重视脑机接口发展,出台多项支持政策,十三五规划脑机接口放在科技创新重大项目,“十四五”脑科学成为战略力量,脑机接口融合是脑机技术关键,各个省市虽有不同但逐渐出台相关政策。例如上海市人民政府发布了“上海打造未来产业创新发展高地,壮大未来产业行动方案”。这个方案当中明确提出加速非侵入式脑机接口技术,类脑芯片技术,大脑神经模型等技术的突破,为我们脑机接口行业发展提供了很好的土壤跟环境。

脑机接口技术发展和现状

脑机接口技术在学术研究方面是起步比较早的,它涉及到神经科学、认知科学、神经工程、材料学、人工智能等多个学科的融合,所以高校、科研机构、实验室是主要的创新力量。学术的研究热点主要是集中在康复领域,对于残障群体生活质量的提高,基于人工智能算法的研究,基于稳态定位的脑机接口研究,以及脑成像研究几个方面,脑机接口科研立项催生大量的论文,中国论文发布量居于世界第二位,研究团队遍布国内多所高校,高校不同的方向获取了不同的成就跟突破。

在技术创新趋势方面,目前侵入式和非侵入式脑机接口技术并存发展。其中,非侵入式技术将会率先落地,其技术的成熟度也会给相关领域带来颠覆式的创新,和对新技术提出更高的要求。比如在医疗领域,将带来颠覆传统的医疗认知和解决方案,再比如脑机接口带来颠覆传统的人机交互模式,甚至成为元宇宙终极接口。创新的主体呈现多元化,主要科研机构、高校科技企业医疗机构等等,年复合增长率达到37.6%,创新技术逐渐走向落地。

脑机接口技术发展和现状

总体来说脑机接口产业尚处于一个商业探索的阶段,我国在脑机接口技术局部的技术方向已经处于国际领先水平,但是国外的专利授权远超国内,而且政策相对宽松,所以比国内成熟很多。嗅觉灵敏的资本市场对于脑机接口赛道十分关注,从融资轮次分布来看,A轮以前占高达58%,脑机接口正在处于起步阶段正在走向成熟。

脑机接口技术发展和现状

从行业应用方面来看,国内脑机接口技术侧重于非侵入式技术的落地,医疗健康领域成为主战场,以2B端技术为主,在特定场景下的技术应用是有望成为C端市场产品的切入点,产品的临床试验正在加速,产品逐步落地。

樊坤君先生最后以术理创新集团为例介绍了脑机接口技术的行业的应用情况。据介绍,术理创新集团是一家基于脑科学神经工程实现人体全周期健康管理的企业,公司专注于脑机接口智能设备神经机器人数据云平台的开发。术理创新以AI实验室为平台,吸引了脑科学顶尖专家还有一流的团队,具备全方位多模态跨尺度的软硬件研究条件。

从技术选择来看,术理创新以非侵入式脑机接口技术为核心,自我搭建大数据平台称之为云,若干脑机接口为单元,大型医院、社区医疗、养老中心等搭建不同的解决方案。

从应用来看,术理创新研发的人工智能多模态脑机接口平台,主要面向精神障碍、神经发育障碍等疾病,通过脑机接口运动想象范式实现了中枢神经的重建,通过脑机接口虚拟现实终端多模态的接入,已经实现了人体诊断治疗康复全周期管理。

脑机接口技术发展和现状

据介绍,该平台主要用于神经内科、神经外科和康复科等科室,针对由于脑卒中、脑创伤,还有偏瘫患者治疗效果非常显著的,该平台解决了临床上面最大痛点,通过了大脑的意识主动参与体外神经模拟用大脑意念操控外界机器人,形成这样的闭环打通神经通路,这个目前临床最大的痛点,可以通过这样的平台技术解决,颠覆传统诊疗认知跟手段。

目前,术理创新集团公司已经有500多个临床试验患者的数据量,还有四前多个治疗训练数据,临床数据统计分析显示,与传统的医疗手段相比,患者的神经重建进程可以提升30%到50%,对于临床上面认为无解长期患者提供了全新治疗的可能性,也为慢病患者提供一个诊疗智能生命管理的平台。

脑机接口技术发展和现状

“一位脑卒中导致的偏瘫患者,在通过传统治疗一段时间之后,手部功能评级仍然保持两级。但是使用术理创新脑机接口设备训练12天之后,手部功能恢复加快评级为4级。还有一位脑卒中患者,住院治疗三个月,使用术理创新人工智能多模态脑机接口平台训练10,每天训练两次,手部的抓握功能快速恢复,最后可以用手抓握可抬起水杯。传统治疗手段无效使用脑机接口训练,可以实现了一些脑疾病手术导致的语言功能受损的患者,实现了语言康复,一些意识不清晰实现了提高跟治疗的效果。”樊坤君例举一些案例介绍到。

编辑:芯智讯-浪客剑

 

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