8月22日至23日，2023 DEMO WORLD企业开放式创新大会在长三角G60科创走廊核心区域松江成功举办。本届大会由微新创想主办，松江区经济委员会、松江区投资促进服务中心、国家级上海松江经济技术开发区、松江区泗泾镇人民政府、松江区佘山镇人民政府联合协办。大会以”拥抱开放”为核心理念，汇聚了200余家跨国企业及本土企业的创新领袖，通过深度演讲、权威报告、创新榜单、案例展示、需求对接等多元形式，有效推动全球创新资源在行业内的自由流动，加速全球企业在中国市场的成长进程。
会上，中国科学院半导体研究所研究员、博士生导师、北脑学者王毅军以《脑机接口，人机交互新模式》为题发表精彩演讲，分享了以下重要观点：首先，通过微创植入技术能够大幅提升植入式脑机接口的用户接受度；其次，脑机接口在元宇宙场景中具有广阔的应用前景；最后，植入式脑机接口的通讯效率已接近传统人机交互水平。以下为演讲核心内容，经微新创想整理呈现：
最初公众对脑机接口的认知多源于马斯克的Neuralink公司。这家成立于2016年的企业采用植入式技术，其系统集成的创新方案建立在过去数十年的科研积累之上。Neuralink的核心优势在于微创外科植入技术，其系统设计极为精巧。这种微创植入方式显著降低了用户接受度门槛，为更多人群提供了使用植入式脑机接口的可能性。从应用场景来看，脑机接口在元宇宙构建中具有革命性价值。当前虚拟现实和增强现实技术仍缺乏高效的人机交互方式。随着脑机接口技术进入爆发期，科幻场景中的构想正逐步向现实转化。脑机接口本质上是在大脑与计算机间建立直接信息传输通道，旨在摆脱传统肌肉与外周神经通路控制的束缚。该技术最初为帮助运动障碍患者改善生活质量而研发——这些患者大脑功能正常却丧失了与环境沟通的能力。
脑机接口发展历程可分为三个重要阶段：1973年概念提出至今，经历了科学幻想期、科学论证期和技术爆发期。科学论证期标志性成果包括脑机接口实现机械臂精准控制；技术爆发期则见证2021年斯坦福大学通过脑运动解码实现手写文字输入。脑机接口实现的核心原理涉及两大层面：神经信息解码与神经信息调控。大脑系统极其复杂，从宏观脑区到神经元及突触层面，现有技术难以完整记录大脑信息，为神经解码带来巨大挑战。如何更准确解读神经信息？现有监测方法可分为空间尺度（从粗略到精细）和时间尺度（毫秒至秒级）两个维度。面向人机交互应用，脑机接口需解决实时快速交互问题，电信号因其优势成为主流媒介。
以视觉神经元方向选择性编码为例：当猫接受不同方向视觉刺激时，特定神经元仅对特定方向产生高发放率。逆向推演，通过记录这类神经元活动可判断视野中刺激方向。运动解码原理类似：猴子控制摇杆运动时，不同方向对应不同神经元敏感性。通过记录大量神经元活动，采用群体神经元活动向量编码方式，即可解读运动意图。从通讯角度，脑机接口包含信息编码与解码两个过程。编码过程将视觉、听觉等感知信息转化为大脑活动；解码过程则通过工程方法或无线通讯技术提取信息。脑机接口系统构成闭环，包括神经信号采集与分析（含信号处理和机器学习模块），将信息转化为设备控制指令，实现大脑与外部环境的直接信息传输，开创新一代人机交互方式。
脑机接口应用场景广泛，主要分为临床与非临床两大领域。临床应用聚焦功能替代与修复，如帮助运动障碍患者改善生活质量；非临床应用则侧重辅助通讯和大脑状态监测。典型应用案例包括：2012年布朗大学通过植入式脑机接口实现机械臂控制，患者成功完成喝水动作；2021年斯坦福大学解码想象文字实现手写输入，每分钟可书写几十个英文字符；问答书写场景中，最快速度可达每分钟90个英文字符；语音合成技术则通过解析说话相关运动信号实现发声，每分钟解析速率达60个英文单词。这些成果表明，植入式脑机接口的通讯效率已接近传统发声水平。
植入式脑机接口发展面临多重机遇与挑战。神经信号采集技术需解决无创电极的舒适性与安全性问题，植入电极则需攻克生物兼容性难题。系统集成方面，非侵入式技术需实现无线传输、小型化、低功耗等目标。Neuralink近期获得FDA批准开展人体试验，标志着植入式脑机接口进入临床应用新阶段。神经信号分析仍面临诸多难点，无创脑机接口信号信噪比低，亟需突破神经编码方法。当前范式有限，未来需借助脑科学与计算神经科学，探索高级认知活动的解析方法。脑机接口发展历经”接口-交互-智能”三阶段：第一阶段强调大脑与计算机通信；第二阶段关注大脑、设备与算法自适应交互；第三阶段则聚焦AI与脑机接口深度融合。
当前脑机接口发展的核心驱动力是解决人与AI的信息沟通问题。传统人际交流速率有限（每秒几十比特），而AI间沟通无瓶颈。未来人和AI如何交互？关键在于提升脑机接口信息通讯速率。现有无创脑机接口仅实现每秒几个比特的交互，通讯速率成为发展瓶颈。无创脑电信号因其无创、低成本、便携等优势成为研究热点。视觉脑机接口范式通过目标刺激编码与脑电解码构建闭环系统，实现每分钟输入20个中文汉字，是目前最快无创脑机接口中文输入速率。基于此技术开发的应用场景丰富，包括游戏控制、视频播放、电话拨号、文字输入等，并与苏州念及智能科技有限公司联合打造可穿戴脑电采集系统。该系统在2023世界机器人大赛青少年组比赛中大规模测试，近千人试用，主要应用于神经康复脑控手套、VR人机交互、脑科学研究和教育科技等领域。
这项研究获得自然科学基金与中科院先导专项支持。更多大会一手信息，欢迎加入微新创想会员，现场聆听一线投资人、头部企业家的精彩分享，把握最新创投趋势。