灵犀科技杨杰:侵入式脑机接口向高通量、全植入方向发展
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来源:集微网
第四届南渡江智慧医疗与康复产业高峰论坛探讨脑机接口发展。杨杰博士介绍脑机接口发展脉络、技术参数迭代、设备形态升级,其团队聚焦语言假肢,解决功耗体积问题,开发汉语解码方案。

2025年11月11日,第四届南渡江智慧医疗与康复产业高峰论坛(以下简称“南渡江论坛”)在海南省海口市召开。此次论坛由海南省工业和信息化厅、海口市人民政府指导,海口市科学技术工业信息化局、海口国际投资促进局、海口国家高新技术产业开发区管理委员会和芯原微电子(上海)股份有限公司主办,芯原微电子(海南)有限公司承办。本届论坛将深度探讨数字疗法、脑机接口和康复机器人的发展现状和机遇,以期推动智慧医疗与康复,以及大健康产业的发展。

会上,西湖灵犀科技有限公司的联合创始人杨杰博士做了题为《脑机接口底层技术:从高集成芯片到汉语神经解码》的演讲。

杨杰博士首先梳理了脑机接口20余年的发展脉络:早期(2010 年前)以动物实验为核心,从老鼠、猴子到猪,验证了电信号可捕捉动物动作;2012年起,技术逐步转向人体应用,从帮助偏瘫患者通过脑机接口 “喂水”、实现站立,到助力中风失语者恢复语言功能,应用场景从 “运动功能恢复” 向 “高级认知功能恢复” 延伸,而语言正是高级认知功能突破的关键起点。

杨杰博士介绍,在技术参数迭代上,脑机接口呈现 “通道数持续增长” 的规律:2010 年左右,侵入式设备仅能采集 10 个通道数据,通过运动想象控制光标打字;随后通道数逐步提升至 100 个,可控制机械臂;近年美国马斯克公司设备已实现 1000 个通道,患者能通过脑机接口控制赛车且表现优于常人。这一迭代符合 “脑机接口摩尔定律”—— 每隔 7 年,系统记录通道数翻番。

同时,设备形态从 “系统集成” 向 “片上集成” 升级:2021 年前,脑机接口设备体积冗余;2021 年后,企业通过放大器与电路集成,将设备缩小至可完全植入大脑的尺寸,为高通量、全植入式脑机接口奠定基础。

基于行业趋势,杨杰团队聚焦两大核心方向,目标是打造 “语言假肢”:通过高通量全植入脑芯片采集神经信号,结合汉语神经解码技术,帮助渐冻症、中风失语者恢复语言表达能力。

杨杰博士指出,植入式脑芯片需解决两大关键问题功耗和体积。芯片发热会导致脑组织损伤,且设备60%-70%体积被电池占据。传统传输技术中,蓝牙功耗低但带宽不足,WIFI带宽高却无法植入。灵犀科技团队通过技术优化,将数据传输能耗降低,参考学术界成果,已实现通讯能耗降低10 倍。此外,团队通过4-5年系统性迭代,将芯片通道面积从0.007平方毫米缩小至0.001平方毫米,目前已实现256通道的工程化应用,噪声、功耗指标达国际先进水平。

在语言解码方面,相较于英文多音节特性,汉语每个汉字仅1个音节,由21个声母、35个韵母与4 个声调组成407个基础音节组成,解码这407个音节即可覆盖所有汉语表达。团队基于汉语特性,开发针对性解码方案。在实验中,患者大脑植入立体定位脑电图电极,实时传输数据至体外设备解码。目前,所有被试中准确率最高超 70%,4-8字符组成的词语准确率超50%,可实现每分钟30个汉字的连续实时解码,且能覆盖所有汉字发音。

展望未来,杨杰博士认为,侵入式脑机接口向着高通量、全植入方向发展,适用范围不断拓展,从运动到语言,并且芯片技术持续发展,高通量、全植入脑机接口中功耗和面积挑战,正在被逐步解决,脑-语言解码正在取得突破性的进展,逐步从实验探索到产业化应用的阶段。