近日，記者來到中國醫學科學院生物醫學工程研究所，由醫學人工智能與機器人中心主任李婷帶頭完成的光電多模態多范式腦機融合機器人關鍵技術榮獲 2023 年度天津市科學技術進步二等獎。

腦機接口通過大腦與外部設備連接，修復、重塑運動感知功能，是醫學領域與人工智能領域共同攻關的發展方向，近年來，受到諸多關注。這一高端科技可以幫助癱瘓、卒中、漸凍人等恢復運動感知功能。

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找到大腦與系統的最佳閾值

為什么沒有把這個項目下的所有設備直接做成全自動的智能機器人？這項技術研發的設備，完全具備全過程自主化、智能化，幫助患者毫不費力的做一些動作。

但李婷介紹說：" 項目研發的初衷并不是讓患者完全依賴智能機器人，也不是讓患者一直使用腦機交互機器人，而最終目的是幫助患者康復。患者在意念的支配下，加上設備的輔助作用，很容易實現人機交互訓練，快速恢復或重塑運動感知功能。"

如何把握好發揮自身大腦的最大限度與運用智能輔助機器人的程度？怎樣才能尋找到兩者之間的平衡點，達到最佳的康復效果？李婷帶領團隊成員經過多年攻關，在臨床試驗中，不斷通過患者使用反饋來調整，調到最佳閾值范圍。

李婷表示，智能機器人既要幫助患者最大限度的利用大腦，又不能對患者的大腦形成損傷，在應用輔助與利用大腦之間形成平衡，幫助患者盡快康復。

解決這一問題，他們花費了幾年時間。最初，他們并沒有發現這一問題，而是盡最大可能，讓人工智能、算法技術更優，讓智能避障輪椅更加好用。但患者的使用效果卻并不佳。" 患者反饋智能避障輪椅速度太快了，我們想到，對患者來說，不是快速、可控性能好就是好的，還要考慮不同患者能夠接受的速度、程度，畢竟患者不能像健康的人那樣走路。所以在系統與患者之間，我們要尋找最佳閾值。" 李婷說。

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持續迭代讓患者快樂康復

而他們另一款針對不同場景研發的智能外骨骼機器人，也在臨床試驗過程中，發現了很多可以讓產品提升的空間。

" 首先這個產品的‘軸’和‘自由度’變多了，最初的產品就是‘背背佳’形態，現在不斷研發迭代，最新的產品形態提高了腦機交互的精準性。" 李婷說。

同時，在臨床應用過程中，他們發現一個有意思的現象，患者普遍沒有耐心做康復訓練，他們又從產品角度著手，怎樣讓患者不抵觸，打消不耐煩，體驗快樂康復訓練。

看似小問題，背后他們認真花心思解決，增加患者最佳的體驗感。" 我們后面與多個相關科室進行協作，配合智能外骨骼機器人，做了一套游戲系統，這樣就像‘升級打怪’，患者需要看著游戲模式來做動作，游戲分值越高，說明患者動作做的越好，康復也就越好。" 李婷說。

此后，他們還解決了醫護與患者都嫌麻煩的導電極問題。李婷介紹說：" 一個患者用導電膏，加上最后清理的時間，大概時長將近一個小時。" 看到這一臨床問題，她與團隊成員繼續攻關研發，將最初的 68 個電極刪減到 6 到 8 個電極，這樣再打入導電膏，不到 10 分鐘。

" 光電多模態范式腦機融合機器人關鍵技術 " 這一項目自 2016 年立項以來，數年攻關，產品的美觀度、技術不斷迭代升級。目前，他們研發的智能避障輪椅已是第 5 代產品，最新的智能外骨骼機器人設備是 4.5 代產品。

眼下，李婷考慮早一點申請下來醫療器械注冊證，后面要把產品里面的部分器件換成國產，繼續優化改進。

截至目前，中國醫學科學院生物醫學工程研究所醫學人工智能與機器人中心正在著手 16 項國家級、省部級項目課題，參與已發布的國際和國家標準制定共 16 項，目前有 3 項國際、國家標準正在制定過程中，即腦機接口術語、腦機接口用例和腦機接口數據。

未來，李婷還將與團隊一起，在腦機接口這一領域繼續深耕，提高產學研水平，為養老、康復、醫療等解決現實問題，同時做好相關科普工作，讓更多的人了解腦機接口技術，讓更多青少年愛上這一新興領域，為腦機接口儲備高端后備人才。