脑机接口技术
生物大脑与外部设备或环境的直接交互的技术
条目
1
4
脑机接口（Brain-Computer Interface，BCI），又称脑机交互[3]，俗称“脑控”，[4]是指在生物（人或动物）大脑与外部设备或环境之间建立起一种新型的实时通讯与控制系统，从而实现脑与外部设备直接交互的技术[9]，是一种可以让用户通过思想来控制特殊计算机设备的通信方式。[10][11]脑机接口的工作原理是通过信号采集设备从大脑皮质采集脑电信号，经过放大、滤波、转化等处理过程，转化为可以被计算机识别的信号，然后对信号进行预处理，提取特 征信号，再利用这些特征信号进行模式识别，最后转化为控制外部设备的具体指令，实现对外部设备的控制。[8]
脑机接口技术经历了三个发展阶段，在19世纪60年代-20世纪90年代末期的科学幻想阶段，脑电信号和脑电波的发现奠定了研究基础。1973年，“脑机接口”术语及第一个系统诞生，[12][13]随后研究者设计了多种基于不同脑电信号的BCI系统。在20世纪90年代末期-21世纪10年代中期的科学论证阶段，开始有阶段性成果出现，脑机接口技术创伤性降低，控制维度和信息传输速率提升。[14][13]在21世纪10年代中期至今是技术爆发阶段，该阶段脑机接口从论证阶段开始走向技术实现，如约翰·霍普金斯医学院的脑电信号控制机械手指，明尼苏达州大学的无创BCI物体控制，Neuralink公司的先进植入技术等。[13][15][10]2026年3月5日，2026年《国务院政府工作报告》提出培育发展脑机接口等未来产业。[16]
脑机接口技术按侵入方式可分为非侵入式、半侵入式和侵入式。[6]按输入信号的不同可分为基于运动想象[a]的脑机接 口、基于P300[b]的脑机接口和基于稳态视觉诱发电位[c]的脑机接口。[18]脑机接口技术主要运用在康复工程、军事、机器人、娱乐、脑认知等领域。[5]
概述
脑机接口（Brain-ComputerInterface，BCI），又称脑机交互[3]，是指在生物（人或动物）大脑与外部设备或环境之间建立起一种新型的实时通讯与控制的系统，从而实现脑与外部设备直接交互的技术，[9]是一种可以让用户通过思想来控制特殊计算机设备的通信方式。[10][11]脑机接口技术结合了神经生理学、计算机科学和工程学的方法、进路和概念，致力于在生物大脑和机器装置之间建立实时双向联系。其作用机制是绕过外周神经和肌肉，直接在大脑与外部设备之间建立全新的通信与控制通道。脑机接口技术是一种变革性的人机交互技术。这里的“脑”意指有机生命形式的大脑或神经系统，“机”主要指可感知、计算及执行的外部设备。脑机接口技术通过双向信息传输通道连接大脑和机器，机器端通过记录和解码大脑信号来感知生物端的意图和状态，生物端通过接受机器端的编码刺激来获得命令和反馈。[9]