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(zhì)生產(chǎn)力”系列報道,深度挖掘一批在發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力上敢打頭陣、勇當(dāng)先鋒、爭當(dāng)尖兵的典型。
通過植入式腦機(jī)接口,可以讓因疾病不能說話的患者通過控制“數(shù)字化身”再次開始說話,且表達(dá)準(zhǔn)確率超過90%。由西湖大學(xué)孵化的西湖靈犀科技對腦機(jī)接口技術(shù)的深入探索,讓因神經(jīng)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(jī)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(jī)接口實(shí)現(xiàn)重要突破
腦機(jī)接口,簡而言之就是在人腦與外部設(shè)備間建立直接連接通路,讓大腦與機(jī)器實(shí)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(jī)接口技術(shù),并發(fā)布了多項(xiàng)研究成果,引發(fā)了一系列的風(fēng)潮和關(guān)注。腦機(jī)接口概念,也一度從實(shí)驗(yàn)室被推向了公眾視野。
“就像霍金說的,‘腦機(jī)接口會改變?nèi)祟愇磥淼慕涣鞣绞健。”西湖大學(xué)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(shè)計大學(xué)(SUTD)博士畢業(yè)后,他跟隨導(dǎo)師加入西湖大學(xué)進(jìn)行人工智能領(lǐng)域方面的研究。隨著研究的深入,曹路發(fā)現(xiàn),目前腦機(jī)聯(lián)接已經(jīng)開始應(yīng)用到醫(yī)學(xué)領(lǐng)域,和大腦有關(guān)的病有幾百種,但真正被治療的只有10%左右,他意識到這項(xiàng)技術(shù)有巨大的社會價值。
“能不能通過算法讓患者大腦內(nèi)的信號轉(zhuǎn)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(xiàng)目是研究侵入式腦機(jī)接口系統(tǒng)的底層技術(shù),目前主要集中在芯片和算法兩塊。該項(xiàng)技術(shù)研究如何通過植入式芯片和人工智能技術(shù)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(jù)悉,該項(xiàng)技術(shù)來源于西湖大學(xué)先進(jìn)神經(jīng)芯片中心(CenBRAIN Neurotech)和自然語言處理實(shí)驗(yàn)室數(shù)年的研究積累。其中加拿大三院院士Sawan教授領(lǐng)導(dǎo)的先進(jìn)神經(jīng)芯片中心在腦機(jī)接口芯片領(lǐng)域已深耕數(shù)十載,張岳教授所領(lǐng)導(dǎo)的自然語言處理實(shí)驗(yàn)室則具有世界頂級的人工智能技術(shù)。團(tuán)隊核心成員來自于上述實(shí)驗(yàn)室和國內(nèi)頂尖醫(yī)學(xué)院的神經(jīng)外科。
靈犀科技研發(fā)的神經(jīng)信號讀出芯片
除了擁有深厚的技術(shù)積累之外,與其他正在開展的腦機(jī)接口技術(shù)研究相比,這項(xiàng)技術(shù)創(chuàng)新性何在?
“目前,我們團(tuán)隊實(shí)現(xiàn)了對腦機(jī)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(diǎn),句子完全正確率高達(dá)30%,實(shí)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(bǔ)了國際上漢語解碼腦機(jī)接口技術(shù)的空白!辈苈繁硎。
從300余個項(xiàng)目中脫穎而出
殘疾人智能居家概念圖
經(jīng)過三年的發(fā)展,團(tuán)隊完成了從實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目組到產(chǎn)業(yè)化公司,成功邁出了成果轉(zhuǎn)化的第一步。在脆弱的大腦中植入芯片,同時又需要對復(fù)雜腦信號進(jìn)行語言解碼,一定會遇到許多技術(shù)難題。
談及團(tuán)隊在成果轉(zhuǎn)化過程中面臨最大的挑戰(zhàn),曹路印象最深的是如何實(shí)現(xiàn)團(tuán)隊成員間的融合。腦機(jī)接口是一個涉及多個學(xué)科、非常復(fù)雜的領(lǐng)域,腦機(jī)接口處于人工智能、生物醫(yī)學(xué)、神經(jīng)科學(xué)等多學(xué)科交叉的前沿領(lǐng)域,既是新興產(chǎn)業(yè),更是全球競逐的未來產(chǎn)業(yè)新賽道,對各學(xué)科技術(shù)的要求極高,需要技術(shù)背景全面的交叉學(xué)科團(tuán)隊來進(jìn)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(nèi)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(tuán)隊花費(fèi)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(tuán)隊成員都有5小時專門用于學(xué)習(xí)各自的研究背景,這種深入的交流和學(xué)習(xí)使得團(tuán)隊成員能夠跨學(xué)科地深入了解彼此的專業(yè)領(lǐng)域。
從實(shí)驗(yàn)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(xué)成果轉(zhuǎn)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(xiàng)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(jī)接口系統(tǒng)從300余個項(xiàng)目中脫穎而出,成為兩個獲得金獎的項(xiàng)目之一,獲得了1500萬元落地轉(zhuǎn)化項(xiàng)目資助和C類、D類人才授權(quán)認(rèn)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(jīng)常驚訝于杭州市政府對腦科學(xué)前沿領(lǐng)域的重視與超前布局。在和杭州市政府領(lǐng)導(dǎo)溝通的過程中,他發(fā)現(xiàn)杭州市政府層面最關(guān)心的是這個領(lǐng)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(chǎn)業(yè)推動。
“激動人心的技術(shù)前景,確實(shí)能讓我們對未來充滿期待,但腦機(jī)接口從產(chǎn)品到真正應(yīng)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(tuán)隊還將積極推進(jìn)先進(jìn)技術(shù)在臨床上的應(yīng)用,著力解決“卡脖子”的關(guān)鍵技術(shù),為腦機(jī)接口這一核心領(lǐng)域的發(fā)展做出貢獻(xiàn)。
據(jù)介紹,語言解碼是技術(shù)難度最高、最復(fù)雜,但通用性最強(qiáng)的一類解碼,當(dāng)在這一領(lǐng)域做好底層技術(shù)架構(gòu)后,團(tuán)隊的目標(biāo)是除了將這項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用到大腦疾病的治療中外,還要應(yīng)用到神經(jīng)假肢、電子消費(fèi)品等領(lǐng)域,市場規(guī)模有望達(dá)到千億級別。
現(xiàn)在,靈犀科技已經(jīng)完成了原理驗(yàn)證,可以在實(shí)驗(yàn)環(huán)境下把中國人的腦電波解碼成中文,團(tuán)隊正在繼續(xù)進(jìn)行技術(shù)攻關(guān),以盡快完成硬件設(shè)計和生產(chǎn),預(yù)計3年可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。