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用“意念”控制肢体运动 成都造脑控外骨骼机器人有望明年上市

2025年06月15日 07:31:43 来源:成都日报锦观新闻

在兴隆湖畔的科技融合转化基地,林寒戴上了一顶布满电极的“脑电帽”。他集中精神,想象自己在走路——不到1秒钟,外骨骼机器人便带动他的双腿缓缓行走。这一幕,不是科幻电影,而是布法罗机器人科技(成都)有限公司(以下简称“布法罗”)的脑接外骨骼机器人的真实应用场景。

12年前,林寒因意外导致下肢瘫痪,如今,借助脑机接口技术,他重新获得了“行走”的能力。“以前只能在梦里走路,现在真的可以靠‘意念’控制外骨骼。”林寒说。

脑机接口(Brain-Computer Interface, BCI)是当前全球科技竞争的前沿领域,它通过解码大脑信号,实现人脑与外部设备的直接交互。2025年,被业内视为脑机接口应用的关键之年,国家医保局已为脑机接口单独立项,北京、上海和四川相继发布五年行动方案推动脑机接口产业发展。

5月,《四川省脑机接口及人机交互产业攻坚突破行动计划(2025—2030年》正式印发,四川成为全国第三个出台省级脑机接口专项产业政策文件的省份。成都亦瞄准未来产业发展,推动机会清单发布、场景创新供应、产业孵化,加速脑机接口技术的商业化进程。

正是在这样的政策东风下,电子科技大学机器人研究中心的创新成果,在其产业化基地布罗法转化成了脑控外骨骼机器人,从而走上产业化道路。我们将走进布法罗,跟着这款脑控外骨骼机器人的商业化步伐,看脑机接口技术,如何一步步“接入”现实。

脑机的对话

“接”通了新的信号通道

用“意念”来控制肢体运动

仲夏的蓉城大地,处处生机盎然。兴隆湖畔的布法罗访客不断,有资本管理人,亦有民政系统和招商考察的公职人员,大家急切来见该企业自主研发的脑接外骨骼机器人——融合机械结构学、人因工效学、脑机接口、机器人等技术,用于帮助脊髓损伤及脑卒中等运动障碍患者进行站立、行走等下肢康复辅助训练。

“人体的运动主要由大脑产生。正常情况下,运动是大脑对应的功能皮层产生脑电信号,这种信号经脊髓神经传递至肢体肌肉,从而来完成对应的运动动作。”电子科技大学机器人研究中心博士施柯丞说,患者大脑皮层或脊髓通路损伤后,脑电信号就无法经神经通路向下传递,从而阻碍肢体运动表达,导致运动能力下降。脑机接口相当于在神经通路外,开辟了新的脑电信号传输通道,将无法经神经传递的信号,通过大脑与外部设备进行直接通信。

“说得艺术一些,就是用‘意念’来控制肢体运动。”这位拥有数学和工学背景的博士补充道。

在布法罗三楼的展品展区,记者看到了脑控外骨骼机器人试验原型机。施柯丞一边介绍脑机接口的技术原理,一边与旁侧的林寒配合,应用展示这种以往只能在科幻电影可见的情节。“这款脑接外骨骼机器人,利用脑电帽上的电极来获取患者的脑电信号,同时通过放大器将脑电帽捕捉到的脑电信号进行放大,传输至电脑依靠人工智能算法进行患者运动意图解码,进而控制下肢外骨骼机器人实现拟人化步态运动,帮助患者进行下肢康复训练。”

施柯丞说的时候,林寒已经将“老伙计”穿戴好。随后,他想象自己行走,对应“行走”的脑电信号,就被脑电帽采集并被传输到电脑上,电脑后端的算法模型对脑电信号进行处理,屏幕上显示此时林寒的脑电信号以及解码的运动意图,并控制外骨骼机器人带着他完成行走动作。

“接入”现实的路径

成都主动帮助对接场景

在认知和神经等领域都有应用

目前,布法罗正与医疗机构合作,推进脑控外骨骼机器人的临床试验。“有望在明年上半年获批三类医疗器械注册证,届时这款机器人的商业化应用将正式开启。”布法罗执行总裁范新华充满了期待。

范新华表示,成都有发展脑机接口的独特优势——高校资源丰富、医疗体系完善,有脑机接口和医学技术积累,亦有更多的临床需求。他们还利用脑机接口技术开发了相关产品,用于认知康复、心理和神经的训练与评估,辅助诊断和解决认知问题;瞄准银发赛道,开发照护机器人。

“从全国来说,能够发展脑机接口的城市不多,成都在这方面优势明显,且对产业非常支持。”成都芯脑科技有限公司总经理冯睿,用一组数据注解着成都对企业的支持。这家企业以脑机接口技术为核心,研发了孤独症智能辅助诊断系统和精准神经调控的治疗技术,为儿童脑部筛查和自闭症治疗提供创新方案。

冯睿说,脑机接口是比较新的领域,需要有切实的场景来支撑。成都主动帮企业对接了卫健、民政、残联等部门,为他们找到了应用的具体场景。当他们用创新技术改善了孤独症儿童的语言和行为后,他们也对“自己的科研成果有了信心”。目前,其诊断和治疗设备已在30余家医疗机构应用,服务了2000多名儿童。

正因如此,布法罗的展品展示空间,也就成了其与资本管理人和民政系统等有关方面对接的“会客厅”。

“神经系统具有可塑性,利用脑机接口技术,进行运动康复和神经类疾病的治疗,可以更有效地帮助受损的大脑皮层进行神经重塑及功能重组。”施柯丞说,国内脑机接口的科研进展很好,其在瘫痪等运动障碍类疾病、癫痫等神经调控方向,以及抑郁症、孤独症等精神类疾病方面,都已经有了进入现实的可能性,但距离大规模的产业化以及商业应用,还有很长的路要走。

临床应用的难点

技术突破与政策完善

“脑机接口”历经50余年,发展出了两种技术路线:非侵入式和侵入式。

施柯丞说,非侵入式脑机接口通过记录颅骨外部的脑电信号,可以助力重度运动障碍患者实现基本的肢体动作控制。然而,由于信号分辨率有限,对于精细关节动作的识别仍存在瓶颈。相比之下,侵入式脑机接口可直接获取单个神经元或神经元群的活动信号,具有更高的空间与时间精度,为复杂运动意图解码提供可能,但其长期植入大脑也伴随着感染、免疫排异等风险,临床应用仍需谨慎权衡。

从技术路线看,布法罗、芯脑科技走的都是非侵入式的路线。“比如说我们的脑接外骨骼机器人,目前应用在腿部这种大肢体运动,像手指这种精细动作,还难以实现。这是未来需要攻克的技术难点。”施柯丞接着说道,目前的研究多处于实验环境,现实环境远比实验环境复杂,加上每位患者的认知不同,且随环境的影响变化大,这是当前“读懂”大脑的难点所在。

而专注于侵入式脑机接口的上海脑虎科技,其柔性脑机接口已成功让癫痫患者用“意念”玩电子游戏。这家企业,已在成都设立了分支机构,与华西医院、电子科大展开合作。“未来还会进一步和成都的伙伴加深临床合作,扩大合作规模,同时也准备利用成都的优势产业,进行代工和供应链整合。”上海脑虎科技联合创始人兼CEO彭雷表示。

实验室的创新在迭代和拓展,技术的商业化应用也在逐步推进。范新华说,虽然脑控外骨骼机器人有望在明年上市销售,但设备几十万元一台,进入医疗场景之后,需要纳入医保才能惠及更多人。“我们也期待它能早日纳入医保范围,这是我们从事这项事业的初心,希望能够关爱和帮助到更多的人。”

记者 唐小未

编辑:王敏琳

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