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為攻下科學研究的“最終堡壘” 這家研究院要在成都打造腦科學全產(chǎn)業(yè)鏈
2021-08-09 09:22:35 來自:四川報道網(wǎng) 編輯:楊云

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,旁邊的機器人卻隨著“指令”做出一系列動作。這是由四川腦科學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,再控制機器人做出相應動作。”四川腦科學與類腦智能研究院院長堯德中說,這套設備可用于殘障人士的臨床康復和輔助治療,預計未來2~3年可以達到上市條件。

  “腦科學的研究意義深遠,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余年來的腦科學故事。

  團隊成功研發(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領(lǐng)域新名詞。在此之前,腦機接口,是投資圈炙手可熱的話題。

  “目前腦機接口研究常常只了解腦與機器的關(guān)系,但是人體是一個復雜的系統(tǒng),腦與身體其他各部分間時刻發(fā)生著極其復雜、廣泛的聯(lián)系,不關(guān)注身體其他各部分與腦、機器的關(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,運動起來都非常得心應手,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,能達到一種平衡,是因為人體內(nèi)有一套非常精致的感覺運動系統(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,或單純強調(diào)外界的器械如單純代替人手的機械手,可能都不能很好地完成任務。“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”的概念也在逐步進入人們視野。就在上月,堯德中團隊成功建立了數(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)電位響應機制研究。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)秀團隊加入數(shù)字孿生腦的建立及應用中,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,被認為是科學研究的‘最終堡壘’。人類進入高級信息社會后,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,也為腦科學研究帶來更多可能。”堯德中認為。

  除此之外,腦科學、腦產(chǎn)業(yè)是典型的新經(jīng)濟,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。

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

  腦科學結(jié)合最緊密的學科是電子信息,成都除了有電子科大和四川大學外,還有中國科學院成都分院光電所、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)療機構(gòu)不僅在腦科學研究方面積累了豐富的成果,還可提供豐富的應用場景。

  此外,在他看來,“北上廣或許機會更多,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)化提供方法論和設備儀器。當產(chǎn)品從實驗室走出來,往下可以直接對接醫(yī)療機構(gòu)的臨床需求實際應用。在他的設想中,通過研究院的各方資源,未來將成都相關(guān)企業(yè)進行整合,“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城能把腦科學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,成渝互補很明顯。“成都和重慶可以在腦科學基礎(chǔ)與轉(zhuǎn)化研究的鏈條上很好地整合起來,實現(xiàn)互補性優(yōu)勢的整合,進而形成在全國甚至全球的影響力。”他說。

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