集萃脑机：深耕脑机接口，开启人机交互新范式

　　2023年3月29日-31日，江苏集萃脑机融合智能技术研究所有限公司亮相2023深圳国际传感器与应用技术展览会。并展示脑机接口关键技术及产业化应用。

　　图 | 江苏集萃脑机融合智能技术研究所有限公司项目经理 章祥

　　在展会期间，江苏集萃脑机融合智能技术研究所有限公司项目经理章祥接受了媒体采访，以下为文字实录：

　　Q：请简单介绍下江苏集萃脑机融合智能技术研究所有限公司？

　　章祥：集萃脑机所是一家具备自主知识产权脑机接口全链条产品及技术研发单位，在忆阻器器件设计、类脑芯片设计、高精度模数转换、大规模数字集成电路设计、神经及生理电信号传感、脑机融合医疗康复应用、脑电云计算技术、脑机融合算法等技术领域深耕多年。脑机所开发的全国产化高舒适度高速人机交互新模式系统，牢牢占据高速率脑机接口技术世界第一的纪录。

　　Q：能为我们介绍下您负责的脑电传感器这个领域吗？

　　章祥：为了更好的研究，集萃脑机所成立项目公司苏州意忆计科技有限公司，谐音“EEG”，我主要负责神经电极传感器。

　　脑电信号的采集，第一步是通过电极材料，贴在脑袋上，进行生物电信号采集，经后端放大器算法进行处理，才能进行场景应用。目前市面上所有的脑电帽基本上都是导电膏的。导电膏的形态就是像医院做B超用的液态胶体。不同的是，导电膏是用针管一样的东西涂在脑袋上，以采集脑电信号。这种方式采集的信号质量非常好。但是脑电信号的应用想走出实验室、走出医院，导电膏方式肯定不行，因为液体涂到头发上，做完测试把帽子脱了以后仍有很多残留，需要立马洗头才行，例如现在很多高校做脑电实验的课题组就是用导电膏，测试完了之后就必须洗头。

　　我们即将推出的64导硅胶脑电帽便是采用凝胶，使用后无需清洗，更加便携。原理同样是通过凝胶接触到头皮，进行采集脑电信号。

　　Q：除了凝胶创新，我们的方案还有其他优势吗？

　　章祥：还有一种优势是它可调节。目前市面上，脑电帽都是不可调节的。按照人的不同头围分为大、中、小号，不同的头围需要佩戴不同的脑电帽。我们这款可以调节，不单可以适配不同的头围，还可以适配不同的头型。

　　Q：凝胶的创新优势体现在哪些方面？

　　章祥：主要是高性能、快捷、无需清洗，因为要走出实验室。像目前一些很火的脑机接口应用，不能让受试者做一次试验或一次体验，便要把导电膏涂在头上，回去还要洗头。

　　市场上比较主流的脑电采集方式就是导电膏（湿电极法），还有干电极法，这是硬接触，即用一个很硬的东西扣在头上，它采集的脑电信号质量跟你接触的压力有关，勒得越紧、接触得越好，信号越清晰。但是，体验却非常不好。目前我们的凝胶就是综合考虑干湿电极法使用中的优劣，提供的一种折衷的解决方案。

　　Q：凝胶的的采集效率会更高吗？

　　章祥：目前我们采集效率是对标导电膏，它的信号相似达到98.8%左右，肯定是比干电极信号采集要强得多。干电极跟导电膏比起来，信号相似大概在80%。凝胶电极信号质量是介于干电极和导电膏之间的，更接近于导电膏，但又提升了它的舒适性。

　　Q：目前已经实现落地应用了吗？

　　章祥：是的，凝胶已经产业化了，64导帽子是我们今年刚推出来的。之前所有的应用都是基于枕区脑电采集，只用后面的8导头带就可以。我们为了采集全脑脑电信号，推出了这个全脑64导的脑电帽。

　　目前脑电采集应用的主要客户集中在科研院所比较多（80%），也有20%是新型脑机接口企业。科研院所的应用，像所有大学里有脑科学相关、神经学相关，还有一些心理学相关，只要用到采集脑电信号的都有。脑机接口等一些新兴行业的公司，他们用于智能穿戴的产品，主要是疲劳度、专注度监测的场景。我们给他提供电极采集的解决方案，他们把我们电极改成适配他们的穿戴设备上面应用。

　　Q：除了硬件设备，是否也会提供相应的软件服务？

　　章祥： 面向科技成果转化、脑机接口商业化落地，集萃脑机所孵化了众多面向产业应用的孵化公司，除EEG之外，还包括致力于革新人机交互模式，成为脑机接口领域的领军企业的念及科技以及提供音乐电刺激脑机接口解决方案的苏州聆慧尔科技有限公司。

　　Q： 脑机所的六大研发中心，您能介绍下吗？

　　章祥：脑机所有六大研发中心，第一是忆阻器类脑芯片研发中心；我们是第二块，做的是神经电极传感器，体外的。目前国际上比较火的应该是马斯克Neuralink那种体内植入的，要扎进脑袋的，但那个用在动物实验比较多一点，，目前还是不太成熟的技术，需要有非常大的技术突破。植入式的虽然采集的信号精度非常高，但是它的普适性的应用前景短时间内还是很难实现，可能做科研的人用得会比较多，包括扎克伯格也说过，“普通人在未来10年或15年内可能不会想要为了好玩而在大脑中安装一些东西。人们想要的是成熟的版本，而不是‘明年会变得更好’的版本，你需要每年升级你的大脑植入物”。普通受众现在能接受的更多是一些可穿戴的设备。

　　第三个是脑电专用集成电路的研发中心，做一些集成电路，就像我刚刚说的放大器。我们也有推出了国产化的放大器。第四是神经解码与脑机交互，就是做一些算法。我们脑机所比较关注的是枕区，视觉诱发脑电会比较强一点。它就是通过一些脑电设备，头戴或者脑电帽，用户盯着一个有很多刺激闪烁目标的屏幕，脑袋里会有相应频率在你的脑电波上反馈，我就知道你具体看的是那个。具体应用场景，比如一些瘫痪患者，他要上厕所，躺在医院里不能说，但可以通过盯着屏幕相应区块，护理人员就能了解到那些反馈。我们这个产品也上过央视《挑战不可能》节目。第五第六分别是做应用的脑机融合智能应用技术研发中心，以及脑电大数据开发服务中心。

　　Q：除了凝胶，未来脑电采集还有什么新的方向吗？

　　章祥：我们也在研发新型的材料。未来的发展肯定是一种自黏附的，就是一个电极直接搭在头发上，通过一根线或者蓝牙传输，直接传到采集放大器里就可以了，这是未来的发展方向。目前当然还没有达到，因为自黏附要去解决在穿透头发的时候不能黏在头发上，不然就采不到脑电信号了，只能在接触头发的时候不黏，接触到头皮就黏住了，然后采集的信号再传输出来。

　　Q：64导硅胶脑电帽在大众市场的应用场景是哪些？

　　章祥：大众领域上的应用，像教育、娱乐、康养等，做脑电信号的监测，比如教育机构做一些小孩的专注度或者一些特种作业人员，监控他的疲劳度等。集成在他的头盔上，不用导电膏，也不用干电极那种扎人的，让他没有不适感，然后采集脑电实现这些应用。在VR领域用得也比较多，近期比较火。集成在VR头盔里面，就不用手柄控制了，只需要眼睛盯着。

　　Q：应用场景不一样，所需的脑电采集材料会不会不一样？比如刚才提到的医疗或者教育的？

　　章祥：可以通用的，因为都是采集脑电信号。只有有发和无发的区别。有头发的区域，因为有些材料穿透不了头发、采集不了信号，肯定凝胶更好，无发的区域，其他的材料也可以平替。