在中國(guó)科技館的報(bào)告廳內(nèi),一場(chǎng)關(guān)于未來科技的奇妙演示正震撼上演。屏幕上,一只獼猴正通過植入的芯片,試圖以意念控制電腦中光標(biāo)上下移動(dòng),如果光標(biāo)碰到上面的小球,就代表了實(shí)驗(yàn)成功。
此刻,站在舞臺(tái)中央的,是來自海南大學(xué)“腦機(jī)芯片神經(jīng)工程團(tuán)隊(duì)”的梁豐研。作為海南大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)院最年輕的副教授和博士生導(dǎo)師,他參加了Solve for Tomorrow探知未來全國(guó)青年科普創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)暨作品大賽(以下簡(jiǎn)稱SFT科普創(chuàng)新大賽)回顧展活動(dòng),展示著團(tuán)隊(duì)在“腦機(jī)接口”領(lǐng)域的成果。
“腦機(jī)接口”技術(shù)是新一代人機(jī)交互與人機(jī)混合智能的前沿技術(shù),旨在通過大腦發(fā)出的信號(hào)控制外部設(shè)備,這一曾經(jīng)只存在于科幻作品中的技術(shù),如今悄然走進(jìn)現(xiàn)實(shí)?!拔覀兊哪X機(jī)接口研究,希望通過意念來控制外部的設(shè)備,來幫助殘障人士”,梁豐研說。
海南大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)院副教授梁豐研
夢(mèng)想啟航
“腦機(jī)接口”有很多不同的種類,但每個(gè)研究“腦機(jī)接口”的人都在努力解決下面的兩個(gè)問題:如何從大腦中輸出正確的信息?如何將正確的信息輸入到大腦?
“腦機(jī)接口”產(chǎn)業(yè)想做的就是介入到這個(gè)過程當(dāng)中,不斷探索更高效、更安全的傳輸機(jī)制。
而如何實(shí)現(xiàn)傳輸技術(shù)的創(chuàng)新與突破?梁豐研早在多年前就給出了自己的答案。
“你覺得未來數(shù)據(jù)傳輸?shù)男问綍?huì)是什么樣?”“或許可以通過意念來傳輸”。梁豐研仍記得在2013年SFT第一屆科普創(chuàng)新大賽上,他面對(duì)評(píng)委提問時(shí)的回答。
那一刻,一顆夢(mèng)想的種子在他心中悄然生根,歷經(jīng)十年的辛勤耕耘,如今已然綻放。
“腦機(jī)接口是大腦與外部設(shè)備建立一座橋梁,主要有兩種技術(shù)路線:一種是非侵入式,如常見的腦電帽;而我所專注的侵入式,需要做開顱手術(shù)來植入電極。想象一下,一個(gè)高位截癱的患者,通過我們的技術(shù),他能夠用意念來控制電腦、遙控器、以及控制機(jī)械臂去抓東西,這將極大提高他的日常生活能力”,梁豐研解釋道。
“我是2012年入讀四川大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)。在大二的時(shí)候也就是2013年,當(dāng)時(shí)的我碰巧看到了SFT首屆科普創(chuàng)新大賽的海報(bào),就報(bào)了名。當(dāng)時(shí)的課題是數(shù)據(jù)傳輸,這對(duì)我一個(gè)本科生來說真的很難,在請(qǐng)教了學(xué)院的很多老師后,最終我們一路過關(guān)斬將,獲得了全國(guó)的第二名”,梁豐研感慨,“首次獲獎(jiǎng)讓我有了更多的信心繼續(xù)走下去”。
到了2014年SFT第二屆科普創(chuàng)新大賽,作為隊(duì)長(zhǎng)的他帶領(lǐng)數(shù)據(jù)傳輸團(tuán)隊(duì)和創(chuàng)意作品團(tuán)隊(duì)分獲成都賽區(qū)不同組別的第一,成為大賽罕見的“雙冠”。特別是綠色新型氫燃料移動(dòng)電源創(chuàng)意作品,這個(gè)可以用尿液來給手機(jī)充電的創(chuàng)意作品獲得關(guān)注。
梁豐研分享在科研征途上的歷程
SFT科普創(chuàng)新大賽猶如一把鑰匙,輕輕旋開了梁豐研心中對(duì)科技興趣的大門?!癝FT科普創(chuàng)新大賽像一盞明燈一樣,啟迪了我們科學(xué)探索的精神”,梁豐研說。
眺望世界
SFT科普創(chuàng)新大賽是三星在全球開展的教育公益項(xiàng)目之一,2013年,三星將大賽引入中國(guó),由中國(guó)科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)主辦,中國(guó)三星獨(dú)家公益支持。于梁豐研而言,SFT科普創(chuàng)新大賽不僅是其青春歲月中夢(mèng)想啟航的港灣,更是他眺望廣闊世界、跨越知識(shí)邊界的窗欞。這一平臺(tái)不僅點(diǎn)亮了他的科研夢(mèng)想,更為他鋪設(shè)了一條通往全球科技前沿的大道。
“大賽后受三星邀請(qǐng),參加了SFT項(xiàng)目的韓國(guó)探索之旅,參觀韓國(guó)三星總部和一些科研機(jī)構(gòu),當(dāng)時(shí)的觸動(dòng)還是很大的?!绷贺S研回顧道。
三星的科技之旅,激發(fā)了梁豐研對(duì)科研事業(yè)的無限熱愛與執(zhí)著追求。從此,他堅(jiān)定地踏上了科研的征途。
2015年SFT科普創(chuàng)新大賽總冠軍團(tuán)隊(duì)韓國(guó)科技之旅
如今,梁豐研致力澆灌的科技之樹正結(jié)出豐碩果實(shí)。2023年4月,團(tuán)隊(duì)在《Frontiers In Neuroscience》(《神經(jīng)科學(xué)前沿》)期刊上發(fā)表了題為《面向步態(tài)&神經(jīng)電生理研究的非人靈長(zhǎng)類模型與系統(tǒng)》的學(xué)術(shù)論文,梁豐研為第一作者,這是他們多年辛勤耕耘的結(jié)晶。
除了“腦機(jī)接口”,他還承擔(dān)著“腦-脊髓接口”“靈長(zhǎng)類動(dòng)物運(yùn)動(dòng)的神經(jīng)機(jī)制”“可穿戴機(jī)器人”“常見神經(jīng)性疾病診斷與治療”等前沿課題研究。目前,他正帶領(lǐng)著7項(xiàng)國(guó)/省級(jí)科研項(xiàng)目。
在談及“腦-脊髓接口”時(shí),梁豐研眼中閃爍著光芒:“腦脊髓接口就是通過外部設(shè)備,建立人體的腦跟脊髓之間的連接。癱瘓患者大部分就是脊椎損傷,因?yàn)檐嚨溁蛘哒f高空跌落,脊椎的某一部分受損,我們通過一個(gè)外部設(shè)備來重新建立他的大腦和她的脊髓之間的連接,讓他可以從輪椅上站起來。這也是我們最終的一個(gè)目標(biāo)”。梁豐研介紹說。
海南大學(xué)“腦機(jī)芯片神經(jīng)工程團(tuán)隊(duì)”自主研發(fā)的輔助設(shè)備
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