腦機(jī)接口與虛擬現(xiàn)實(shí)結(jié)合，開創(chuàng)智慧醫(yī)療新篇章

非侵入式腦機(jī)接口（BCI）技術(shù)是一種使大腦直接與外部設(shè)備或系統(tǒng)交互的技術(shù)，而不需進(jìn)行物理植入或手術(shù)。這種技術(shù)主要通過識別和解析大腦活動(dòng)的特定模式來工作。這通常涉及到使用腦電圖（EEG）等設(shè)備來捕捉大腦活動(dòng)的電信號。BCI依賴于對腦電信號處理技術(shù)的改進(jìn)，包括信號采集、過濾、特征提取、分類等。

早期的腦機(jī)接口研究主要集中在侵入式技術(shù)上，但由于其對用戶健康的潛在風(fēng)險(xiǎn)和倫理問題，非侵入式BCI逐漸受到重視。在醫(yī)療領(lǐng)域，非侵入式BCI可用于幫助中風(fēng)或腦損傷后遺癥患者恢復(fù)，通過訓(xùn)練大腦和肌肉的協(xié)調(diào)來改善運(yùn)動(dòng)功能。對于行動(dòng)不便或語言受限的人群，非侵入式BCI可以作為有效的交流工具，幫助他們進(jìn)行基本的溝通和控制周圍的環(huán)境。在游戲和虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）領(lǐng)域，非侵入式BCI可以提供更加沉浸式和互動(dòng)式的體驗(yàn)。此外，非侵入式BCI技術(shù)可用于監(jiān)測情緒和壓力水平，有助于心理健康管理。

隨著技術(shù)的成熟和用戶接受度的提高，非侵入式BCI市場預(yù)計(jì)將持續(xù)增長。尤其是在醫(yī)療、康復(fù)和消費(fèi)電子產(chǎn)品領(lǐng)域，該技術(shù)具有巨大的潛力。但非侵入式BCI的精確度和實(shí)用性仍然面臨技術(shù)挑戰(zhàn)。同時(shí)，隨著其應(yīng)用的擴(kuò)展，還需解決相關(guān)的隱私和倫理問題。

作為一種新興技術(shù)，非侵入式腦機(jī)接口技術(shù)在未來的醫(yī)療健康、殘疾輔助、娛樂和心理健康等多個(gè)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。隨著技術(shù)進(jìn)步和市場接受度的提高，它有望成為改變?nèi)藗兩罘绞降闹匾ぞ?。而非侵入式腦機(jī)接口技術(shù)與虛擬現(xiàn)實(shí)相結(jié)合，又會(huì)碰撞出怎么樣的火花？

2023年12月21日，在由芯原股份主辦的第二屆南渡江智慧醫(yī)療與康復(fù)產(chǎn)業(yè)高峰論壇上，杭州回車電子科技有限公司聯(lián)合創(chuàng)始人、CTO童路遙進(jìn)行了以《腦機(jī)接口與虛擬現(xiàn)實(shí)》為主題的分享。

回車科技的腦機(jī)VR：用“意念”驅(qū)動(dòng)未來

回車電子涵蓋了從芯片到電極，再到最終產(chǎn)品的整個(gè)制造和研發(fā)鏈條，實(shí)現(xiàn)了在非侵入式腦機(jī)接口領(lǐng)域的全面的自主控制。公司在醫(yī)療領(lǐng)域主要為客戶提供腦機(jī)接口的硬件產(chǎn)品，包括數(shù)字療法和康復(fù)類企業(yè)。

2021年，回車電子與中科院半導(dǎo)體所合作，開發(fā)了非侵入式腦機(jī)接口的芯片，實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)替代。在電極領(lǐng)域，回車電子也遇到了類似侵入式電極的挑戰(zhàn)，例如如何更好地植入、耐久性問題等。他們研發(fā)了一種針狀電極，主要用于采集毛發(fā)區(qū)域的信號?；剀囯娮拥膭傂允釥铍姌O能夠避免頭部的不適感，并且具有更高的耐用性。這種電極即使經(jīng)過三千次以上的按壓也不會(huì)斷裂，其導(dǎo)電層可以連續(xù)使用一年而不失效。

此外，由于回車電子研發(fā)了多款消費(fèi)級產(chǎn)品，他們積累了大量的腦電數(shù)據(jù)，并對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行了標(biāo)記。截至今年年初，數(shù)據(jù)集已達(dá)到約400萬組。這些豐富的數(shù)據(jù)資源極大地提高了他們的算法精準(zhǔn)度，為非侵入式腦機(jī)接口虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展提供了堅(jiān)實(shí)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

童路遙介紹了回車電子所開發(fā)的一系列創(chuàng)新腦機(jī)接口產(chǎn)品，這些產(chǎn)品在行業(yè)內(nèi)具有開創(chuàng)性，并致力于提高公眾對腦機(jī)接口技術(shù)的理解和接受度。

意念賽車：2014年，回車電子開發(fā)了一款意念賽車，主要面向科技館和展覽館。這款賽車?yán)糜脩舻淖⒁饬砜刂扑俣?，集中注意力時(shí)賽車運(yùn)行得更快。回車電子在多個(gè)省級科技館的腦科學(xué)場館中展出了這款產(chǎn)品，通過它普及了腦機(jī)接口的知識。

腦機(jī)接口眼罩：2016年，回車電子推出了首款腦機(jī)接口眼罩，能夠根據(jù)腦電波采集數(shù)據(jù)，利用人工智能技術(shù)幫助用戶更快入眠并在適當(dāng)時(shí)喚醒。這款眼罩當(dāng)年售出約十幾萬臺，成為國內(nèi)銷量最大的腦機(jī)接口產(chǎn)品。

冥想頭環(huán)：回車電子還開發(fā)了一款冥想頭環(huán)，類似于運(yùn)動(dòng)手環(huán)，用于記錄大腦訓(xùn)練過程中的狀態(tài)變化，幫助用戶更有效地進(jìn)行冥想訓(xùn)練。

便攜式腦機(jī)接口設(shè)備：最近，回車電子推出了全球最小、最輕的腦機(jī)接口產(chǎn)品，重量僅為8克，戴在耳朵邊上。這款設(shè)備集成了腦電、心率、血管、體動(dòng)、體溫等傳感器，可以連續(xù)使用48小時(shí)，充電后可使用約一個(gè)月。該產(chǎn)品設(shè)計(jì)輕巧，即使長時(shí)間佩戴也幾乎感覺不到，還具備防水功能。

心理減壓放松的腦機(jī)VR：2019年，回車電子與HTC合作，為貴州遵義市的每所學(xué)校配備了心理減壓放松的腦機(jī)VR設(shè)備，成為XR領(lǐng)域的一大項(xiàng)目。

認(rèn)知訓(xùn)練腦機(jī)接口設(shè)備：與虛之實(shí)合作，回車電子開發(fā)了用于認(rèn)知訓(xùn)練的腦機(jī)接口設(shè)備，這些設(shè)備涉及多方面的產(chǎn)品開發(fā)。

集成性更高的腦機(jī)接口設(shè)備：最近，回車電子推出了一款集成性更高的腦機(jī)接口設(shè)備，這款產(chǎn)品旨在為數(shù)字療法帶來更多優(yōu)勢。該設(shè)備不僅提供生理數(shù)據(jù)的測評體驗(yàn)，還在訓(xùn)練過程中提供生物反饋，以及訓(xùn)練結(jié)束后生成的詳細(xì)報(bào)表，以支持?jǐn)?shù)字療法在醫(yī)院的應(yīng)用。

通過這些產(chǎn)品，童路遙和回車電子致力于推動(dòng)腦機(jī)接口技術(shù)的發(fā)展和普及，為用戶提供更加豐富、高效的交互體驗(yàn)。

未來：腦機(jī)VR的機(jī)遇和挑戰(zhàn)

腦機(jī)接口和虛擬現(xiàn)實(shí)的結(jié)合，開創(chuàng)了智慧醫(yī)療的新篇章。然而這兩項(xiàng)技術(shù)都處于技術(shù)成熟期，各自商業(yè)模式也在摸索中，兩者的結(jié)合也必然面臨著一系列的挑戰(zhàn)和機(jī)遇。

童路遙表示，在腦機(jī)VR領(lǐng)域，行業(yè)面臨的挑戰(zhàn)包括三大方面：

專業(yè)醫(yī)療VR缺乏：目前市場上的VR產(chǎn)品主要針對消費(fèi)領(lǐng)域，尚未有專門面向醫(yī)療領(lǐng)域的VR設(shè)備。這限制了其在醫(yī)療應(yīng)用中的效果和普及。

產(chǎn)品設(shè)計(jì)局限：現(xiàn)有的VR產(chǎn)品設(shè)計(jì)主要是面向成人且偏向于游戲化。例如，針對失眠客戶的產(chǎn)品可能由于設(shè)計(jì)不當(dāng)（如體積龐大的電池），不便于用戶躺臥使用。

數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性：腦機(jī)接口和VR結(jié)合的產(chǎn)品在數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性和可靠性方面仍需行業(yè)內(nèi)更多的跟蹤研究和優(yōu)化。

展望未來，腦機(jī)接口的技術(shù)發(fā)展方向?qū)?huì)是設(shè)備更輕盈、內(nèi)容生態(tài)更豐富和商業(yè)模式更加成熟。包括以下三大方向：

硬件的輕便化和舒適度提升：預(yù)計(jì)在未來幾年內(nèi)，隨著XR產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，腦機(jī)接口設(shè)備將變得更輕便（目前大約300克重量）和更舒適。

數(shù)據(jù)維度的豐富性：未來的腦機(jī)接口設(shè)備將能夠收集更多種類的生理參數(shù)數(shù)據(jù)，為研究和應(yīng)用提供更全面的數(shù)據(jù)支持。

商業(yè)模式的轉(zhuǎn)變：原本以醫(yī)院為主要客戶的模式正逐漸轉(zhuǎn)向家庭端。數(shù)字療法，特別是針對精神健康疾病的治療，不僅限于醫(yī)院，也適用于家庭環(huán)境。高價(jià)值的腦機(jī)設(shè)備被家庭用戶購買用于日常訓(xùn)練，這可能是腦機(jī)接口與XR結(jié)合領(lǐng)域最近的一個(gè)商業(yè)爆發(fā)點(diǎn)。

總的來說，盡管腦機(jī)VR領(lǐng)域目前面臨一些挑戰(zhàn)，特別是在專業(yè)醫(yī)療VR的缺乏和產(chǎn)品設(shè)計(jì)局限性方面，但隨著技術(shù)的進(jìn)步和商業(yè)模式的轉(zhuǎn)變，這一領(lǐng)域有望迎來重大的發(fā)展和商業(yè)機(jī)遇。

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