婷伊美科技：腦機(jī)接口“半機(jī)械人”不只是構(gòu)想

“如何讓人類生來就具備各類知識(shí)？”

對(duì)于人工智能技術(shù)與人體融合的現(xiàn)狀和前景，上海婷伊美科技有限公司（下文簡稱“婷伊美科技”）創(chuàng)始人彭文革向《華東科技》記者介紹道：“目前，借由人工智能技術(shù)，我們能從人類大腦中探知信號(hào)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)于偏癱患者、斷肢殘疾患者的治療。通過人工智能技術(shù)與生物醫(yī)藥技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，未來或?qū)?shí)現(xiàn)‘知識(shí)上傳’的概念，讓人類生來就具備各類知識(shí)?！?/p>

AI 與人體如何融合？

“半機(jī)械人”的廣義定義是一種“電子控制的有機(jī)體”，即一半是人，一半是機(jī)器的生物。人類和智能機(jī)械結(jié)合在一起，兼?zhèn)鋬烧叩膬?yōu)點(diǎn)，稱為機(jī)械人，這已經(jīng)是現(xiàn)代科技發(fā)展的目標(biāo)之一。

著名的科技狂人埃隆·馬斯克多年來設(shè)想將人腦與電腦連接起來，以避免人類被人工智能超越——這個(gè)夢(mèng)想即將成為現(xiàn)實(shí)。

用藍(lán)牙連接大腦和計(jì)算機(jī)，可以實(shí)時(shí)讀取大腦信息。眼下，在前沿技術(shù)的引領(lǐng)下，人類正實(shí)現(xiàn)“半機(jī)械人”的構(gòu)想。

馬斯克曾預(yù)測，在 2025 年之前，人工智能將超越人類。他擔(dān)心，如果不開發(fā)出將人腦連接到計(jì)算機(jī)的技術(shù)，未來人工智能可能會(huì)像對(duì)待寵物一樣對(duì)待人類。

“如果你不能打敗他們，就加入他們。”馬斯克說。

對(duì)于半機(jī)械人的發(fā)展趨勢，彭文革也是同樣看好。彭文革表示，在這項(xiàng)跨時(shí)代的融合中，摻雜多項(xiàng)技術(shù)如芯片、算法、植入等等。

機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)中常用的算法有梯度優(yōu)化算法[14]和進(jìn)化算法[15-17]。梯度優(yōu)化算法收斂速度快，但容易導(dǎo)致局部最優(yōu)解；遺傳算法、蟻群算法屬于進(jìn)化算法，能有效規(guī)避局部最優(yōu)解，但搜索到滿足點(diǎn)距準(zhǔn)則、函數(shù)值變化準(zhǔn)則或梯度準(zhǔn)則的最優(yōu)解需要較長的迭代時(shí)間。

其中，如何將芯片植入人腦中是一個(gè)全球科學(xué)家都在思索的難題。

眼下，作為該領(lǐng)域的技術(shù)先驅(qū)，馬斯克率先推出了其腦機(jī)接口系統(tǒng)。它是由一個(gè)類似縫紉機(jī)的機(jī)器人和一些粗細(xì)只有4 至6微米、比人類頭發(fā)絲還細(xì)的線路組成。

馬斯克表示，設(shè)備的直徑約為1 英寸，類似于智能手表的表面，通過移除一小塊頭骨植入。移除一塊頭骨后，一個(gè)小型機(jī)器人將線狀電極連接到大腦特定區(qū)域，然后縫合孔洞，唯一可見的是切口留下的疤痕。

對(duì)于這樣的植入方式，彭文革談道：“這種有創(chuàng)的植入方式相對(duì)于此前無創(chuàng)的植入方式，更能真實(shí)表達(dá)人類大腦的想法，但是在人腦上開一個(gè)硬幣大小的洞，對(duì)于大部分人而言是難以接受的，因此這項(xiàng)技術(shù)也難以普及?！?/p>

如何讓洞變小，成為彭文革思考的方向。

最終，他找到的答案便是飛秒激光腦機(jī)接口手術(shù)機(jī)器人。

精準(zhǔn)、快速的腦機(jī)接口飛秒激光微創(chuàng)手術(shù)

為了能讓答案變成臨床試驗(yàn)，彭文革創(chuàng)立了婷伊美科技，并致力于從事醫(yī)療健康領(lǐng)域的產(chǎn)品研發(fā)及投資，主要方向是飛秒激光在眼科、腫瘤、美容、神經(jīng)焊接、腦機(jī)接口等方面的應(yīng)用及轉(zhuǎn)化；光傳導(dǎo)路徑應(yīng)用于老花眼的治療、兒童遠(yuǎn)視性弱視的治療研究，擁有多項(xiàng)飛秒激光在醫(yī)療健康領(lǐng)域方面的專利。

婷伊美科技的總公司Plum Needle Technology USA 成立于2018 年，坐落于風(fēng)景優(yōu)美的美國洛杉磯艾爾文，并與美國神經(jīng)信號(hào)研究所及美國皮膚健康研究所保持著深度技術(shù)合作及信息共享，是全球早期研究飛秒激光在醫(yī)療領(lǐng)域應(yīng)用的探索者之一。

彭文革為讓夢(mèng)想成真，放棄美國優(yōu)厚的生活條件，自己出資，開始在家里車庫創(chuàng)業(yè)。

看到國家對(duì)創(chuàng)新企業(yè)的大力支持，彭文革果斷來到上海市科委科技創(chuàng)業(yè)中心，成立上海婷伊美科技有限公司。

皇天不負(fù)有心人，2020 年1 月18 日，在彭文革的帶領(lǐng)下，婷伊美科技成功研發(fā)出第一臺(tái)飛秒激光腦機(jī)接口手術(shù)機(jī)器人。飛秒激光腦機(jī)接口手術(shù)機(jī)器人可以輔助研究人員更精準(zhǔn)、更快速地完成對(duì)顱骨的打孔，為下一步植入芯片做好準(zhǔn)備工作。

“我們通過將光路與注入的電極系統(tǒng)同時(shí)運(yùn)動(dòng)，在手術(shù)前就將電極植入通路與柔性電極事先對(duì)好，這樣便能實(shí)現(xiàn)讓芯片植入更精準(zhǔn)，更快速?！迸砦母镎f。

飛秒激光腦機(jī)接口手術(shù)是一項(xiàng)具有多種創(chuàng)新元素的手術(shù)，與馬斯克在腦后開一個(gè)硬幣大小的洞不同，彭文革采用飛秒激光技術(shù)，在腦骨上打3204 個(gè)直徑僅3微米的洞，然后將柔性電極一根根插入其中，這樣就避免了留下可見的傷疤，同時(shí)微小的傷口也防止水滴進(jìn)入，手術(shù)患者可以不用擔(dān)心洗澡時(shí)，水滴進(jìn)入腦后的芯片中。

“在一張紙上打3204 個(gè)洞很容易，然而在頭骨的腦硬膜上打那么多洞是很有難度的?！睂?duì)于這項(xiàng)技術(shù)的門檻，彭文革向記者介紹道。

此后，作為項(xiàng)目研發(fā)帶頭人，彭文革親自完成了獼猴顱骨的打孔實(shí)驗(yàn)，并與中國科學(xué)院自動(dòng)化研究所合作對(duì)大白鼠顱骨進(jìn)行了活體實(shí)驗(yàn)，獲得成功。

眼下，婷伊美科技仍以追求科技進(jìn)步，提供更優(yōu)質(zhì)的醫(yī)療服務(wù)為根本目標(biāo)，全面布局飛秒激光在醫(yī)療領(lǐng)域的垂直發(fā)展，并最終將運(yùn)用先進(jìn)的飛秒激光醫(yī)療技術(shù)顛覆大眾對(duì)傳統(tǒng)醫(yī)療服務(wù)的認(rèn)知，開創(chuàng)極具創(chuàng)新精神的醫(yī)療產(chǎn)業(yè)集群化發(fā)展道路以及新醫(yī)療體驗(yàn)等概念。

同時(shí)，對(duì)于飛秒激光腦機(jī)接口手術(shù)機(jī)器人的實(shí)際應(yīng)用，婷伊美科技正竭誠邀請(qǐng)國內(nèi)外腦機(jī)接口研發(fā)機(jī)構(gòu)參與機(jī)器人的進(jìn)一步研發(fā)運(yùn)用。

對(duì)于未來的發(fā)展，彭文革談道：“發(fā)展這項(xiàng)技術(shù)，需要更多的科研機(jī)構(gòu)、學(xué)校和企業(yè)參與，因?yàn)樵谌四X中植入芯片，看似簡單，實(shí)際上分為植入、電極、封裝、算法、醫(yī)學(xué)等多個(gè)子領(lǐng)域。因此，未來我們希望聯(lián)合上海的高校和院所，成立聯(lián)合組織，每家分管不同的項(xiàng)目，就像馬克斯呼吁全世界一同參與那樣。”