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傅利葉:未來1-2年將腦機接口引入機器人康復訓練,提升治療效率
在臨床康復場景中,重癥患者早期因功能受限,難以自主完成訓練,康復有效性也難以量化,訓練枯燥并且缺乏持續(xù)激勵與反饋。為了提升康復治療效率、改善患者的生活質量,具身智能企業(yè)傅利葉探索將具身智能技術與腦機接口融合。
1月28日,傅利葉創(chuàng)始人兼CEO顧捷在第二屆傅利葉具身智能生態(tài)大會暨張江機器人開發(fā)者先鋒大會上表示,將在未來1–2年內明確規(guī)?;涞匾肽X機接口技術的機器人康復訓練,“當患者在訓練過程中產生了運動意圖,但肌肉水平又無法完成時,機器人能夠通過腦機識別意圖,在意識形成的當下提供恰當?shù)闹Γ屯瓿闪艘淮螐闹袠械酵庵艿耐暾]環(huán)訓練?!?/p>
挑戰(zhàn)在于,全球范圍內,腦機接口和具身智能缺乏大規(guī)模的數(shù)據(jù)集,也缺乏軟硬件基礎設施?!拔覀円卜浅G宄?,這不是一件可以被快速驗證的事情。它需要足夠的耐心,需要長期的數(shù)據(jù)積累,也需要跨學科的持續(xù)協(xié)作?!?/p>
傅利葉創(chuàng)始人兼CEO顧捷。
具身智能+腦機接口驅動主動式康復訓練
“想象一下,一個中風患者大腦想著伸手,機器人就能讀懂意圖,帶動他的手完成動作,完成從中樞驅動外周的訓練方式?!鳖櫧荼硎?,腦機技術的接入能夠識別患者是否在主動嘗試、意圖是否被激活以及激活的時序與強度,并在意圖最清晰的時間窗內由機器人提供恰到好處的物理輔助?!斑@不是10年后的概念,而是我們在未來1–2年內明確要規(guī)?;涞氐漠a品方向,這也是腦機接口一個明確和重要的產業(yè)化方向?!?/p>
隨著大模型的發(fā)展,機器人開始具備理解復雜語義、融合多模態(tài)信息、通過視覺理解環(huán)境,顧捷表示,主動式人機交互也從工程追求變成了一個確定性的技術方向。
在康復領域,傳統(tǒng)早期康復由康復設備帶動肢體運動,大腦參與度不可控,易陷入放空式訓練。相比被動機械性訓練,患者主動參與的人機協(xié)作訓練的康復效果更好。
以腦機接口結合下肢外骨骼機器人為例,患者穿戴腦電帽并產生運動想象,多通道電極陣列實時采集腦電信號,AI算法識別患者的運動意圖與動作類型,并轉化為指令驅動機器人帶動下肢步態(tài)訓練,隨之產生的本體感覺將刺激神經系統(tǒng),重建神經通路。
傅利葉介紹,腦機接口技術能夠彌補傳統(tǒng)康復在早期介入、訓練有效性與評估精度方面的不足,同步監(jiān)測運動皮層活動、腦電頻譜變化并結合力學數(shù)據(jù),可為患者的訓練專注度和康復效果提供客觀、連續(xù)、可追蹤的量化依據(jù)。人形機器人的情感化交互能力,讓康復過程兼顧情緒反饋、交互引導與長期陪伴。
上海交通大學醫(yī)學院附屬瑞金醫(yī)院康復醫(yī)學科主任、上海交通大學醫(yī)學院康復醫(yī)學系主任、上海市瑞金康復醫(yī)院副院長謝青表示,未來機器人經過訓練后能理解患者的表情、眼神和手勢等非語言信號,并據(jù)此做出響應和行動。
兩個決定性的變化
“康復從來不只是技術問題??祻涂撇蛔鍪中g、很少吃藥,但對患者的堅韌和意志卻有極高的要求。我們接觸到的患者們,大多都要在康復科住院或門診治療2-3個月,治療師和醫(yī)生們需要做的,除了專業(yè)的康復訓練治療,更重要的是鼓勵支持患者愿意在漫長而枯燥的訓練中堅持下去?!鳖櫧荼硎?。
2017年,傅利葉在內部立項啟動了腦機接口結合外骨骼機器人的預研工作,通過腦電信號驅動外骨骼行走,完成了早期概念驗證。顧捷透露,當時腦機接口與外骨骼結合的內部預研讓團隊清醒看到了工程瓶頸——信號噪聲高、穩(wěn)定性不足、難以規(guī)?;渴?,這類技術還不足以真正進入臨床體系,因此在后來的幾年里將主要精力放在機器人本體的交互能力上。
但最近兩年,他看到了兩個決定性變化。腦機硬件快速成熟,設備越來越輕量化和模塊化,非侵入式腦機接口從原先單一的EEG(腦電圖)發(fā)展到現(xiàn)在開始使用近紅外、多通道超聲等各種信號采集方案,抗干擾性、便攜性、準確性不斷提升。
更關鍵的是,大模型改變了腦電信號的處理方式。顧捷表示,以前處理腦電信號主要依賴FFT(快速傅里葉變換)、頻譜分析或SSVEP(穩(wěn)態(tài)視覺誘發(fā)電位)等傳統(tǒng)方法,在處理非線性、高維度的腦電信號時能力有限。但大模型可以更有效地對復雜腦電信號分類和解析,實現(xiàn)更精準的意圖識別。
不過,挑戰(zhàn)仍然存在。在全球范圍內,腦機接口和具身智能還缺乏大規(guī)模的數(shù)據(jù)集,也缺乏軟硬件基礎設施。為加強跨學科協(xié)作,目前,傅利葉已聯(lián)合上海交通大學醫(yī)學院附屬瑞金醫(yī)院、復旦大學類腦智能科學與技術研究院、天橋腦科學研究院、國家地方共建人形機器人創(chuàng)新中心、同濟大學附屬養(yǎng)志康復醫(yī)院、格式塔科技和臨港實驗室共同發(fā)起“腦機具身·數(shù)據(jù)引擎聯(lián)合創(chuàng)新計劃”,以核心硬件、工具鏈等底層技術支持探索腦機接口與具身智能體的深度融合,驗證面向未來的人機交互閉環(huán)體系。





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