贴上额头就能精准助眠!脑陆科技推AI脑机接口新品,预售价999元

资讯 1年前 (2021) 王牌蛋蛋
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当数据中心成为新的计算单元,BlueField-3实现业务加速增长

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智东西(公众号:zhidxcom)

作者 | 心缘

编辑 | 漠影

智东西6月22日报道,首届“脑科学开放日”在北京举行,由脑陆科技联合神经调控技术国家工程实验室共同举办。

会上,脑陆科技正式推出第三代个人消费级的助眠产品――SleepUp睡眠贴,推动脑机接口技术的落地转化。据悉,这是全球目前已知最轻便的脑机交互(简称BCI)产品,今日起开始接受预定,7月15日发货,售价1899元,预售价999元。

此外,脑陆科技还启动“脑科学登陆计划”,面向全球知名高校招募百位跨学科00后实习生,以人才创新服务产业创新,为脑科学基础和应用研究注入动力。

贴上额头就能精准助眠!脑陆科技推AI脑机接口新品,预售价999元

一、AI+脑机接口,精准度媲美多导睡眠仪

中国睡眠研究会发布的《2021 年运动与睡眠白皮书》显示,当下我国有超3亿人存在睡眠障碍。

会上,北京天坛医院神经精神医学与临床心理科、睡眠医学中心王春雪主任说,睡眠障碍是一组以“睡不着、睡不好、睡不醒”为主要表现的临床常见疾病。长年累月的睡眠困扰,会导致记忆力减退、情绪不稳定等问题。

据她分享,医用PSG(多导睡眠监测)是目前睡眠疾病诊断的金标准,但其弊端在于效率低、判图复杂,因此作为医生,她特别希望有一款方便、小巧、快捷且便宜的设备,来帮助更多患者解决睡眠的困扰。

此外,医用PSG还存在佩戴不舒适的问题。

当然,市面上也有更易佩戴、操作且舒适度高的智能睡眠硬件,比如助眠枕、手环,不过这些硬件的普遍问题是准确度较底。

因此,脑陆科技打造了兼顾便携性与安全性的SleepUp睡眠贴产品。

它是一款便携脑电仪,机身仅重38g、机身表层选用医疗级硅胶。据脑陆科技联合创始人兼CMO吴寒峰介绍,目前已知脑机接口产品里最轻、最小的一款。

现场,吴寒峰直接拿出SleepUp睡眠贴,展示了如何通过手机App使用该睡眠贴的交互过程。

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连接好蓝牙设备后,将睡眠贴轻轻固定在前额,就完成了佩戴过程,睡眠贴即开始采集实时的脑电数据,并将这些数据传输至手机App,用户可以在App中对自己的睡眠健康进行管理。

据悉,SleepUp系列解决方案是基于超过1.1万小时的精标注训练以及8300多个小时的医疗级标准睡眠数采集训练打造而成的。

在精准度方面,前期脑陆科技与各家医院合作,根据睡眠的数据采集去设计临床的采集方案,且根据NMPA标准,制定了严格的采集流程。

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通过结合大量临床医师的标注与人工智能(AI)算法,以及采用先进的脑电图(EEG)采集技术,吴寒峰说这款设备达到了医疗级精准睡眠分期,媲美多导睡眠仪。

这款睡眠贴将AI技术应用到睡眠分期之后的助眠方案里,能智能匹配不同频段和能量的个性化声波,通过粉噪音和白噪音等节律声波进行实施神经调控,从而给不同用户带来差异化的助眠干预,尤其在深睡比例方面带来明显提升。

总体来说,SleepUp睡眠贴能优化深度睡眠时长,提高睡眠质量。

吴寒峰说,脑陆科技希望在未来两年,通过其设备及服务,帮助至少1%的300万特“困”户,追求更高质量的睡眠。

二、创立三年,正在研发脑机接口计算芯片

脑陆科技(BrainUp)成立于2018年,总部位于北京,是国内最早布局脑机交互领域的创新企业之一,专注于脑科学技术、脑机交互、类脑计算研究与产业化,并将脑机接口技术与人工智能技术结合应用落地。

其核心成员来自哈佛、斯坦福、麻省理工、牛津、清华等知名高校,清华大学人工智能学院院长张钹院士担任公司首席科学家。

脑陆科技创始人兼CEO王晓岸说,包括她在内,脑陆科技的团队都是AI相关专业出身,最早开始就确定了要将AI算法应用到脑电数据上的方向。

这些年,脑陆科技团队从硬件端的信号精度、采集到硬件端嵌入式的算法,到通过算法把脑电放大,以及各种噪声干扰信号除躁的算法,再到大量的应用、数据采集和后台AI算法的训练,都下了很大的工夫,并构建了超大规模脑电生物信号数据集。

因此,团队在底层的技术方面做了长时间积累。“我们今天能够做其他2B各种类型的产品,也是基于比较深厚的脑电人工智能解析的一整套方案。”王晓岸谈道。

脑陆科技在2018年推出的初代脑机接口助眠产品通过不同声波频率引导大脑进入睡眠或冥想状态,从而缓解失眠,也适度缓解精神压力、紧张焦虑等大脑精神症状。

前期实验数据证明,该产品可使平均深睡比例提高30%,清醒到浅睡用时平均缩短40%。今日推出的SleepUp睡眠贴,正是基于脑陆科技前序产品的积累和技术迭代。

另据脑陆研究院卢树强博士透露,SleepUp睡眠贴的软件完全自主,硬件中集成电路的一块传感核心器件也是脑陆科技自己做的。

卢树强说,从2018年开始,脑陆科技就启动了自己脑机接口芯片的研发计划,更多是设计及整体布局,以及小规模的测试与流片,同时与清华大学集成电路学院有一些脑机芯片的合作研发,为其打造高精度的芯片,低精度的芯片则是由脑陆科技团队自己完成。这是因为面对不同场景,脑机芯片的场景要求也有所不同。

在接下来的发展过程中,卢树强提到他们会不断加速硬件和芯片的布局,主要是两块,一是传感芯片,另一块是定制化的脑机计算芯片。

三、以睡眠为落地突破口,构建丰富产品矩阵

谈及落地应用,卢树强说,以探索大脑秘密、攻克大脑疾病为导向的应用神经科学研究和脑机接口智能新技术都是脑科学落地重要方向。“我们需要根据社会需求,适当调整研发模式和方向。”

多年来,脑科学更多聚焦在基础理论探索阶段,既因这是一个极为复杂的交叉性学科,又因其发现还未大量进入日常生活,缺乏足够市场支持。

作为认知功能的核心,睡眠不仅对于大脑重新开始工作非常重要,更有助于大脑进行自我清理,清除堆积的代谢“垃圾”,减少阿尔兹海默症、帕金森等神经疾病的发病率。

而脑科学作为探索大脑功能、生理活动和运行机制的基础学科,对于研究睡眠机制,科学提升睡眠质量具有重要意义。

为此,众多脑机接口领域的企业都将睡眠作为突破口,不断寻找脑科学的落地场景。

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这也是脑陆科技为何选择切入睡眠领域。

脑机交互领域想象空间巨大,在多个行业中都可以落地。但究竟要以什么样的形态落地,这也是各家企业正在积极探索的。

目前,脑陆科技的核心焦点在底层技术研发方面,并以底层技术为起点,延伸探索落地产品。

除个人消费级的睡眠产品外,脑陆科技探索出的商业化产品包括:

(1)记忆增强产品:与宣武医院、清华、浙大合作,处于临床实验阶段,将申请创新类医疗器械证,应用于阿尔兹海默症、认知障碍病人、与需要记忆功能改善的青少年群体。

(2)企业级产品方向:应用于安防与安全生产管理的实时监测保护作业人员精神状态的安全帽,客户包括应急管理部门、电力、铁路、煤炭行业的大型央企。

(3)使用脑机接口技术的精神健康筛查与测量服务:通过便携式干电极,达到与医院湿电极脑电仪同等的精度,主要客户包括社区医院、体检中心;脑电硬件产品部分已获得医疗器械证。

(4)与娱乐产业合作,推出脑控小车、脑控VR/AR,增强视觉交互体验。

在未来的发展中,脑陆科技计划更加注重脑科学基础体系和服务平台搭建,从产业链上游为下游B端市场提供软硬件一体化的解决方案,赋能行业,推动中国脑计划的加速发展。

本次开放日上展示的Open-BrainUp平台,即诠释了这一理念。

这是由脑陆科技与清华大学联合主导研发的通用脑机接口技术服务平台,也是全球第一个支持多款常用脑机接口设备连接与使用的专业脑机接口技术服务平台。

Open-BrainUp一站式地解决了从设备佩戴、交互任务定义、数据获取与交互等全链条脑机交互应用流程,为脑机接口技术的相关团队或个体提供基础工具,进一步加速以脑科学为核心的新一代AI技术发展进程。

脑陆科技现已陆续与国内的多家集成电路与芯片机构深度合作,推进核心脑机芯片从自研到自产的落地,构建核心硬件的研发与生产能力。

同时,该公司还将协同多地政府产业,推动建设“脑科学与脑机交互研究园”,助力中国保持国际一流竞争力。

四、张钹院士:AI+脑科学是发展第三代AI的关键

清华大学人工智能研究院院长、脑陆科技首席技术专家张钹院士说,自己是30后,和脑陆科技的90后、00后之间,是“穿越半个世纪的合作”。

脑科学发展不仅直接关系人类对于意识诞生机制的探索,也对推动当前AI技术发展有重要意义。

与探索大脑相关的研究工作,有保护大脑、利用大脑、学习大脑等,这些领域相辅相成,共同推动脑科学发展。

美国医学与生物工程院会士、清华大学生物医学工程系教授高上凯提出脑机智能的概念,张钹院士非常赞同,他看到这些研究工作逐步地互相渗透和交叉。

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▲清华大学人工智能研究院院长、脑陆科技首席技术专家张钹院士

在他看来,人工智能的基础理论之所以迟迟未能建立起来,根源在于我们对人类大脑与智能了解得太少。“因此,发展第三代人工智能的关键,在于与脑科学研究的结合。”

比如,基于深度学习的AI技术为什么表现得那么脆弱、易受攻击?原因在于与大脑实际神经网络相比,人工神经网络模型过于简单,解决这个问题的途径就是向大脑学习,构建更复杂、更准确的神经网络模型,发展脑启发下的计算。

另外,人类的智慧更大程度来自于知识,因此第三代人工智能的发展方向,应是将知识驱动与数据驱动结合,这也是向大脑学习的必然结果。

“人工智能的发展方向的未来将是人机协同、人机共生,既不是简单的人类制造、控制、利用机器,更不可能是人工智能取代人类。因为人机各有所长,互为补充,可以共同合作,建立一个更加美好的社会。”张钹院士说。

而要实现人机共生的构想,同样离不开对于人类大脑的深入了解,这也是我们今天为什么如此重视脑科学研究的原因。

现在存在算法安全性问题的根源,来自AI所用的基本模型是有缺陷的,当前的解决办法是就事论事的治标方法,不是治本。

第三代AI要解决算法安全性的问题,这种不安全性来自深度学习的原理本身,所以必须从原理上去开刀,这就是第三代AI的基本思想。

其主要路径是必须借鉴人类的思维、借鉴人脑研究成果,结合机器的特点,在脑启发下利用其原理来实现。

五、启动“脑科学登陆计划”,大力培育人才

相较于上个世纪就已经启动全国性脑科学计划的欧美国家,我国在脑科学研究领域的起步较晚,也由此导致了相关领域人才的缺乏。

会上,脑陆科技启动“脑科学登陆计划”,将面向常青藤和国内高等院校神经科学、微电子学、材料学、人工智能、电子信息工程、计算机等软硬件技术型专业的学生,招募培养出脑科学领域的更多人才,助力中国在脑科学研究领域领跑。

除重点发力人才创新外,脑陆科技还将持续深耕类脑研究和技术落地,与行业有志者协同进步,共同推进中国脑科技计划的发展。

张钹院士选择加入脑陆科技团队的原因也正在于此。他提到这个团队非常年轻、优秀、有活力,并且与脑科学相关的产业刚刚起步,这是“最有希望发展的,也最有可能实现中国与世界并驾齐驱的领域,我们必须抓紧这个时机。”

他认为,如果想在行业或科研层面赶超世界水平,唯一的途径,就是从其开始发展的初期就作为参与者。现在与脑科学研究相关的领域,都是处于初期阶段,这个阶段如能介入,才有可能真正与世界共同发展。

另一方面,在AI领域,我国在第一代、第二代AI发展阶段与美国之间存在差距,但发展第三代AI,我们与全世界在同一起跑线上,第三代AI是进入AI核心攻关的阶段。

在张钹院士看来,当前我们与国外最大的差距,是创新能力,特别是0到1的创新能力还不具备。所有的原始算法、模型全是外国人提出来的,虽然在同一起跑线上,但我们的创新能力不足。解决这个问题,归根结底,是年轻人才的培养。

他认为,目前国家科研和企业的平均水平,应该是世界一流,但最高水平与国外差距较大,很难培养出类拔萃的、能做0-1创新的人才。

“困难是有的,不能低估。”张钹院士说。

结语:AI和脑机接口将是未来的领军技术

美国医学与生物工程院会士、清华大学生物医学工程系高上凯教授认为,AI和脑机接口应该成为未来一段时间最领军的两个高科技技术,两者结合将是未来发展非常重要的方向。

作为一项拥有超过40年历史的技术,脑机接口是一项门槛高、要求复杂的系统性工程,其应用广泛且横跨多个领域。但从全球市场来看,技术发展的速度要快于产品的应用落地。

而脑陆科技将睡眠作为应用场景,融合人工智能技术,不仅加快脑科学技术落地,让前沿科技赋能人们生活,也通过睡眠中的多维大脑指标,对脑科学的未来更多场景应用提供底层技术支持。

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