“成都造”腦控外骨骼機器人有望明年“拿証”

12年前,林寒因意外導致下肢癱瘓。近日,在興隆湖畔的科技融合轉化基地,他戴上了一頂布滿電極的“腦電帽”,集中精神,想象自己在走路——不到1秒鐘,外骨骼機器人便帶動他的雙腿緩緩行走。
這是布法羅機器人科技(成都)有限公司(以下簡稱“布法羅”)腦控外骨骼機器人的真實應用場景。讓林寒重新站起來的正是腦機接口技術,它通過解碼大腦信號,實現人腦與外部設備的直接交互。
今年5月,《四川省腦機接口及人機交互產業攻堅突破行動計劃(2025—2030年)》正式印發,四川成為全國第三個出台省級腦機接口專項產業政策文件的省份。成都亦瞄准未來產業發展,推動機會清單發布、場景創新供應、產業孵化,加速腦機接口技術的商業化進程。腦控外骨骼機器人有望在明年上半年獲批三類醫療器械注冊証,正式開啟商業化應用。
腦機對話
用“意念”控制肢體運動
腦控外骨骼機器人是來自電子科技大學機器人研究中心的創新成果,在其產業化基地布法羅轉化,融合了機械結構學、人因工效學、腦機接口、機器人等技術,用於幫助脊髓損傷及腦卒中等運動障礙患者進行站立、行走等下肢康復輔助訓練。
“正常情況下,大腦對應的功能皮層產生腦電信號,信號經脊髓神經傳遞至肢體肌肉,從而完成對應的運動動作。”電子科技大學機器人研究中心博士施柯丞說,患者大腦皮層或脊髓通路損傷后,腦電信號就無法經神經通路向下傳遞,從而阻礙肢體運動表達,運動能力下降。腦機接口相當於在神經通路外,開辟了新的腦電信號傳輸通道,將無法經神經傳遞的信號,通過大腦與外部設備進行直接通信。
“說得藝術一些,就是用‘意念’來控制肢體運動。”這位擁有數學和工學背景的博士補充道。
在布法羅三樓的展品展區,記者看到了腦控外骨骼機器人試驗原型機。施柯丞一邊介紹腦機接口的技術原理,一邊與旁側的林寒配合,應用展示這種以往只能在科幻電影裡見到的情節。“腦控外骨骼機器人利用腦電帽上的電極來獲取患者的腦電信號,同時通過放大器將捕捉到的腦電信號放大,然后傳輸至電腦,依靠人工智能算法進行患者運動意圖解碼,進而控制下肢外骨骼機器人實現擬人化步態運動,幫助患者進行下肢康復訓練。”
施柯丞介紹時,林寒已經將“老伙計”穿戴好,控制腦控外骨骼機器人帶著他完成行走動作。
主動對接
成都為企業尋找應用場景
目前,布法羅正與醫療機構合作,推進腦控外骨骼機器人臨床試驗。“有望在明年上半年獲批三類醫療器械注冊証,屆時這款機器人的商業化應用將正式開啟。”布法羅執行總裁范新華充滿期待。
范新華表示,成都有發展腦機接口的獨特優勢——高校資源豐富、醫療體系完善,有腦機接口和醫學技術積累,亦有更多的臨床需求。他們還利用腦機接口技術開發了相關產品,用於認知康復、心理和神經的訓練與評估,輔助診斷和解決認知問題﹔瞄准銀發賽道,開發照護機器人。
成都芯腦科技有限公司以腦機接口技術為核心,研發了孤獨症智能輔助診斷系統和精准神經調控的治療技術,為兒童腦部篩查和自閉症治療提供創新方案。該公司總經理馮睿表示,腦機接口需要有切實的場景支撐,成都主動幫企業對接衛健、民政、殘聯等部門,找到了應用場景。目前,該公司的診斷和治療設備已在30余家醫療機構應用,服務了2000多名兒童。
“神經系統具有可塑性,利用腦機接口技術進行運動康復和神經類疾病的治療,可以更有效地幫助受損大腦皮層進行神經重塑及功能重組。”施柯丞說,國內腦機接口的科研進展很好,在癱瘓等運動障礙類疾病,癲癇等神經調控方向,以及抑郁症、孤獨症等精神類疾病等方面,都已經有了應用的可能性。但大規模的產業化以及商業應用,還有很長的路要走。
多方聯動
產業合作正在深入
“腦機接口”歷經50余年發展,目前有兩種技術路線:非侵入式和侵入式。
施柯丞介紹,非侵入式腦機接口通過記錄顱骨外部的腦電信號,可以助力重度運動障礙患者實現基本的肢體動作控制。然而,由於信號分辨率有限,對於精細關節動作的識別仍存在瓶頸。相比之下,侵入式腦機接口可直接獲取單個神經元或神經元群的活動信號,具有更高的空間與時間精度,為復雜運動意圖解碼提供可能,但其長期植入大腦也伴隨著感染、免疫排異等風險,臨床應用仍需謹慎權衡。
從技術路線看,布法羅、芯腦科技走的都是非侵入式路線。“我們的腦控外骨骼機器人還難以實現手指等部位的精細動作,這是未來需要攻克的技術難點。”施柯丞說,目前的研究多處於實驗環境,現實環境遠比實驗環境復雜,加上每位患者的認知不同,且隨環境的影響變化大,這是當前“讀懂”大腦的難點所在。
而專注於侵入式腦機接口的上海腦虎科技,其柔性腦機接口已成功讓癲癇患者用“意念”玩電子游戲。這家企業已在成都設立分支機構,與華西醫院、電子科大展開合作。“未來還會進一步和成都伙伴加深臨床合作,擴大合作規模,同時也准備利用成都的優勢產業,進行代工和供應鏈整合。”上海腦虎科技聯合創始人兼CEO彭雷表示。
(成都日報錦觀新聞記者 唐小未)
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