杭企这项技术或将实现对脑机接口汉语解码“零的突破”
让失语者“开口”说话
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图为灵犀科技研发的神经信号读出芯片 |
编者按
习近平总书记多次强调,“发展新质生产力是推动高质量发展的内在要求和重要着力点”。眼下,浙江正全力以赴“在以科技创新塑造发展新优势上走在前列”,为人们观察新质生产力提供了极佳窗口。本报全媒体今起推出“向‘新’跃升——发现‘浙’里新质生产力”系列报道,深度挖掘一大批在发展新质生产力上敢打头阵、勇当先锋、争当尖兵的生动故事。敬请垂注。
通过植入式脑机接口,可以让一位因为疾病不能说话的患者通过控制“数字化身”再次开始说话,表达准确率超过90%。由西湖大学孵化的西湖灵犀科技(杭州)有限公司对脑机接口技术的深入探索,让因神经系统疾病患病而无法说话的患者很快就能通过意念来控制计算机生成汉语句子,在电脑屏幕上显示出想说的话语,重获交流能力。
脑机接口,简言之就是在人脑与外部设备间建立直接连接通路,让大脑与机器实现“对话”,这也是科幻小说里常见的场景。2017年,科技狂人埃隆·马斯克创立Neuralink,专门研究脑机接口技术,并发布了多项研究成果,引发了一系列的风潮和关注。脑机接口概念,也一度从实验室被推向了公众视野。
“就像霍金说的,‘脑机接口会改变人类未来的交流方式’。”西湖大学助理研究员、灵犀科技创始人曹路博士告诉记者,从新加坡科技设计大学(SUTD)博士毕业后,他跟随导师加入西湖大学进行人工智能领域方面的研究。随着研究的深入,曹路发现,目前脑机联接已经开始应用到医学领域,与大脑有关的病有几百种,但真正被治疗的只有10%左右,他意识到这项技术有巨大的社会价值。
“能不能通过算法让患者大脑内的信号转成文本,甚至重新‘开口’说话呢?”沿着这个思路,在得到各方面支持的情况下,他和几位联合创始人共同成立了这家公司。
“我们的项目是研究侵入式脑机接口系统的底层技术,目前主要集中在芯片和算法两块。该项技术研究如何通过植入式芯片和人工智能技术与人类最精密的器官大脑展开对话,通过芯片和算法的协作来读懂大脑的‘神秘语言’——脑电波。”曹路介绍说。
据悉,该项技术来源于西湖大学先进神经芯片中心(CenBRAIN Neurotech)和自然语言处理实验室数年的研究积累。其中加拿大三院院士Sawan教授领导的先进神经芯片中心在脑机接口芯片领域已深耕数十载,西湖大学张岳教授所领导的自然语言处理实验室则具有世界顶级的人工智能技术。团队核心成员来自于上述实验室和国内顶尖医学院的神经外科。
除了拥有深厚的技术积累之外,与其他正在开展的脑机接口技术研究相比,这项技术创新性何在?
“目前,我们团队实现了对脑机接口汉语解码‘零的突破’,系统覆盖了全部407个汉语拼音音节以及汉语发音特点,句子完全正确率达30%,实现了大脑活动到完整普通话句子的端到端输出,一定程度弥补了国际上汉语解码脑机接口技术的空白。”曹路表示。
语言解码是技术难度最高、最复杂,但通用性最强的一类解码,当在这一领域做好底层技术架构后,团队的目标是除了将这项技术应用到大脑疾病的治疗中外,还应用到神经假肢、电子消费品等领域,市场规模有望达到千亿级别。
在去年举行的“大走廊杯”2023中国·杭州博士后科创精英赛总决赛上,灵犀科技的侵入式脑机接口系统从300余个项目中脱颖而出,成为2个获得金奖的项目之一。
现在,灵犀科技已经完成了原理验证,可以在实验环境下把中国人的脑电波解码成中文,团队正在继续进行技术攻关,以尽快完成硬件设计和生产,预计3年可以实现产业化。本报记者 陈路漫