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三公克、藏進髮絲:天津團隊發表全球最小無創腦機系統「神工·須彌·腦立方」

天津大學海河實驗室與神工諦聽發表整機僅三公克的無創腦機系統,電極、電池與無線傳輸全收進兩立方公分,1000Hz取樣率下續航八到十小時,並與特種作業相關部門合作開發安全管理模型。

Techroomage 編輯部 閱讀約 6 分鐘
三公克、藏進髮絲:天津團隊發表全球最小無創腦機系統「神工·須彌·腦立方」

電極、電路、電池與無線傳輸全部整合進兩立方公分,1000Hz 取樣率下續航八到十小時;連續配戴一整個工作天的腦電量測,第一次具備了硬體條件。

一枚一元硬幣重約六公克。天津大學腦機交互與人機共融海河實驗室與神工諦聽(天津)科技有限公司,近日在天津正式發表無創腦機一體化系統「神工·須彌·腦立方」,整機重量三公克、體積不足兩立方公分,官方稱其為目前全球體積最小、重量最輕的無創腦機介面系統,相關消息於 10 月 4 日經媒體報導。

三公克改變的是量測時間的量級。過去的腦電檢查多在醫院進行,受測者戴著帽式或頭盔式設備、接上導線,量測以小時為單位;這套系統把電極、電路、電池與無線傳輸整合後固定在頭皮上、藏進髮絲之間,目標是讓腦電採集連續進行一整個工作天。這是此項發表最值得注意的地方。

統計圖卡呈現神工·須彌·腦立方整機重量僅三公克、約為一枚一元硬幣的一半,體積不足兩立方公分,為官方所稱全球體積最小、重量最輕的無創腦機介面系統
體積不足 2 立方公分

這三公克裝了什麼

依官方說明,腦立方與既有非侵入式腦電設備的差別在形態。帽式、頭盔與頭環都佔據明顯的頭部空間,腦立方則將腦電電極、電路、電池與無線傳輸整合於微小空間,以特殊結構固定於頭皮、隱於髮絲之間,佩戴感受接近無感;官方認為,這為醫療、消費、工業等場景的廣泛應用提供了可行性。

性能方面,官方表示其核心指標符合中國醫用電氣設備國家標準 GB 9706.226-2021 中針對腦電圖機的相關要求,可精準、穩定捕捉微弱腦電訊號;在 1000Hz 取樣率的條件下,續航可達 8 至 10 小時,足以支應長時間的連續腦機互動任務。

清單圖卡列出神工·須彌·腦立方的五項關鍵規格:重量三公克、體積不足兩立方公分、取樣率1000Hz、續航八至十小時,以及性能指標對接中國腦電圖機醫用電氣設備國家標準

應用方向也有具體進展。在特種作業、應急管理等部門指導下,實驗室團隊正與產業龍頭企業及院校合作,推動「面向特種作業人員的腦機介面和智慧穿戴安全管理模型」的關鍵技術研究,也就是用連續腦電資料,協助管理長時間從事高風險作業人員的身心狀態。

無創路線現在走到哪裡

腦機介面目前有兩條主要路線。侵入式以 Neuralink 為代表,電極植入顱內,訊號強,近期進展包括讓失語者「說出」我愛你,另一種新型腦機介面也首次同步解碼了語言與肢體動作;代價是手術風險與植入物的長期未知數。非侵入式以頭皮腦電為主,安全且可逆,但訊號經顱骨衰減後微弱而模糊,須靠高取樣率與演算法補償,而設備體積、導線與佩戴舒適度,長期是它進入日常生活的門檻。

消費端早有嘗試。Neurable One 耳機要價 499 美元,宣稱能監測使用者腦電訊號;蘋果則被報導收購腦造影公司 Sonera,市場預期與穿戴裝置的健康功能有關。這類產品共同面對的問題,是訊號品質與續航能否塞進夠小、夠舒適的體積。腦立方把 1000Hz 取樣率與八到十小時續航放進三公克整機,等於直接回應這道門檻。

「神工」這個名字也有來歷。它是天津大學團隊長年使用的腦機技術系列名稱,2014 年發表的「神工一號」用於中風肢體復健,其後持續迭代,海河實驗室即在這些研究基礎上組建。標準面也在此刻補齊:中國已發布全球第一個「人工智慧+腦機介面」標準,定於明年 9 月 1 日起實施。硬體縮小與標準制定同期推進,這個領域被當作產業經營的意圖相當清楚。

接下來可以盯什麼

最先兌現的場景可能是工業安全。對操作危險機具、長時間輪班的高風險作業人員,疲勞與注意力的連續監測有明確的付費方,這也是官方此次唯一點名的具體合作方向,其成效數據值得後續追蹤。

醫療端則要再等。符合 GB 9706.226 是性能指標的對接,不等於走完醫療器材註冊;進醫院與進消費市場,要走不同的認證與合規路徑。官方此次並未公布價格與上市時程,在這兩項資訊出現之前,對其產品化進度都應保持保留。

還有資料問題。連續八到十小時的腦電串流,可用於推斷疲勞、專注乃至情緒狀態,資料存在哪裡、誰能讀取、能否刪除,將決定這類裝置能否被信任。同樣的題目在其他貼身感測裝置上已經出現:蘋果傳聞中的家用 AI 攝影機採取畫面只供分析、不錄影存檔的設計,就是設計端給出的一種回答。腦電比影像更貼身,這個答案需要更早給。

圖卡點出連續腦電量測屬於最貼身的生理資料,可用於推斷疲勞與專注狀態,資料儲存位置與讀取權限的設計將決定這類穿戴裝置的信任基礎

對讀者而言,三公克的消息此刻的重點在時間軸:當腦電量測的體積與成本降到與藍牙耳機同一個量級,第一個大規模採用它的會是僱主還是消費者,這個先後順序,比規格表本身更值得盯。