編者按:眼下,浙江正全力以赴“在以科技創(chuàng)新塑造發(fā)展新優(yōu)勢上走在前列”,科技金融時報全媒體推出“向‘新’躍升——發(fā)現(xiàn)‘浙’里新質生產力”系列報道,深度挖掘一批在發(fā)展新質生產力上敢打頭陣、勇當先鋒、爭當尖兵的典型。
通過植入式腦機接口,可以讓因疾病不能說話的患者通過控制“數字化身”再次開始說話,且表達準確率超過90%。由西湖大學孵化的西湖靈犀科技對腦機接口技術的深入探索,讓因神經系統(tǒng)疾病患病而無法說話的患者很快就能通過意念來控制計算機生成漢語句子,在電腦屏幕上顯示出想說的話語,重獲交流能力。
漢語言腦機接口實現(xiàn)重要突破
腦機接口,簡而言之就是在人腦與外部設備間建立直接連接通路,讓大腦與機器實現(xiàn)“對話”,這也是科幻小說里常見的場景。2017年,科技狂人埃隆·馬斯克創(chuàng)立Neuralink,專門研究腦機接口技術,并發(fā)布了多項研究成果,引發(fā)了一系列的風潮和關注。腦機接口概念,也一度從實驗室被推向了公眾視野。
“就像霍金說的,‘腦機接口會改變人類未來的交流方式’!蔽骱髮W助理研究員、西湖靈犀科技(杭州)有限公司創(chuàng)始人曹路博士告訴記者,從新加坡科技設計大學(SUTD)博士畢業(yè)后,他跟隨導師加入西湖大學進行人工智能領域方面的研究。隨著研究的深入,曹路發(fā)現(xiàn),目前腦機聯(lián)接已經開始應用到醫(yī)學領域,和大腦有關的病有幾百種,但真正被治療的只有10%左右,他意識到這項技術有巨大的社會價值。
“能不能通過算法讓患者大腦內的信號轉成文本,甚至重新‘開口’說話呢?”沿著這個思路,在得到各方面支持的情況下,他和幾位聯(lián)合創(chuàng)始人共同成立了這家公司。
“我們的項目是研究侵入式腦機接口系統(tǒng)的底層技術,目前主要集中在芯片和算法兩塊。該項技術研究如何通過植入式芯片和人工智能技術與人類最精密的器官大腦展開對話,通過芯片和算法的協(xié)作來讀懂大腦的‘神秘語言’——腦電波!辈苈方榻B說。
據悉,該項技術來源于西湖大學先進神經芯片中心(CenBRAIN Neurotech)和自然語言處理實驗室數年的研究積累。其中加拿大三院院士Sawan教授領導的先進神經芯片中心在腦機接口芯片領域已深耕數十載,張岳教授所領導的自然語言處理實驗室則具有世界頂級的人工智能技術。團隊核心成員來自于上述實驗室和國內頂尖醫(yī)學院的神經外科。
靈犀科技研發(fā)的神經信號讀出芯片
除了擁有深厚的技術積累之外,與其他正在開展的腦機接口技術研究相比,這項技術創(chuàng)新性何在?
“目前,我們團隊實現(xiàn)了對腦機接口漢語解碼‘零的突破’,系統(tǒng)覆蓋了全部407個漢語拼音音節(jié)以及漢語發(fā)音特點,句子完全正確率高達30%,實現(xiàn)了大腦活動到完整普通話句子的端到端輸出,一定程度彌補了國際上漢語解碼腦機接口技術的空白。”曹路表示。
從300余個項目中脫穎而出
殘疾人智能居家概念圖
經過三年的發(fā)展,團隊完成了從實驗室項目組到產業(yè)化公司,成功邁出了成果轉化的第一步。在脆弱的大腦中植入芯片,同時又需要對復雜腦信號進行語言解碼,一定會遇到許多技術難題。
談及團隊在成果轉化過程中面臨最大的挑戰(zhàn),曹路印象最深的是如何實現(xiàn)團隊成員間的融合。腦機接口是一個涉及多個學科、非常復雜的領域,腦機接口處于人工智能、生物醫(yī)學、神經科學等多學科交叉的前沿領域,既是新興產業(yè),更是全球競逐的未來產業(yè)新賽道,對各學科技術的要求極高,需要技術背景全面的交叉學科團隊來進行研究和開發(fā)。
“確保每個成員都能清楚理解其他成員的工作內容,才能更加高效地溝通與工作!辈苈犯嬖V記者,在過去三年中,團隊花費了40%的研發(fā)時間用于成員間的交流,尤其是在最密集的三個月里,每天團隊成員都有5小時專門用于學習各自的研究背景,這種深入的交流和學習使得團隊成員能夠跨學科地深入了解彼此的專業(yè)領域。
從實驗室到成立公司,這背后也離不開城市發(fā)展提供的創(chuàng)新沃土。自靈犀科技成立以來,公司一方面獲得了西湖大學成果轉化中心的諸多支持,另一方面也獲得了杭州市提供的辦公場地扶持、資金扶持及專項政策等多方面創(chuàng)業(yè)扶持。去年,公司入選第十八批西湖英才計劃,獲得了啟動基金,并享受到了近700平方米的辦公場地。
在去年舉行的“大走廊杯”2023中國·杭州博士后科創(chuàng)精英賽總決賽,侵入式腦機接口系統(tǒng)從300余個項目中脫穎而出,成為兩個獲得金獎的項目之一,獲得了1500萬元落地轉化項目資助和C類、D類人才授權認定政策支持等一系列獎勵政策。
曹路在“大走廊杯”2023中國·杭州博士后科創(chuàng)精英賽頒獎現(xiàn)場
曹路經常驚訝于杭州市政府對腦科學前沿領域的重視與超前布局。在和杭州市政府領導溝通的過程中,他發(fā)現(xiàn)杭州市政府層面最關心的是這個領域未來的市場體量和3-5年以后的發(fā)展前景,并出臺了一系列政策予以產業(yè)推動。
“激動人心的技術前景,確實能讓我們對未來充滿期待,但腦機接口從產品到真正應用到醫(yī)療市場還有一個比較漫長的過程!辈苈烦錆M信心地說,未來團隊還將積極推進先進技術在臨床上的應用,著力解決“卡脖子”的關鍵技術,為腦機接口這一核心領域的發(fā)展做出貢獻。
據介紹,語言解碼是技術難度最高、最復雜,但通用性最強的一類解碼,當在這一領域做好底層技術架構后,團隊的目標是除了將這項技術應用到大腦疾病的治療中外,還要應用到神經假肢、電子消費品等領域,市場規(guī)模有望達到千億級別。
現(xiàn)在,靈犀科技已經完成了原理驗證,可以在實驗環(huán)境下把中國人的腦電波解碼成中文,團隊正在繼續(xù)進行技術攻關,以盡快完成硬件設計和生產,預計3年可以實現(xiàn)產業(yè)化。
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