在2014年上映的科幻电影《超体》中，女主角露西开发了大脑100%的潜能，成为超级计算机一般的存在。她联通全世界的信号，在历史长河任意穿越，凭意念改变万物形态……10年后，这些看似“疯狂”的想象逐步走入现实。
“片上脑—机接口”智能交互系统MetaBOC图示。图片源自天津大学
给机器人安上人类的“大脑”，如何实现？
天津大学的脑机交互与人机共融海河实验室（下称脑机海河实验室）日前发布的全球首个可开源的“片上脑—机接口”智能交互系统MetaBOC可以作答。
简单来说，首先用人体细胞培养一个类人类“大脑”，然后与电极芯片耦合形成片上脑。培养的“大脑”是指挥中心，芯片技术充当了眼睛、耳朵或效应器，负责信息的传入传出。
图为搭载“片上脑—机接口”智能交互系统MetaBOC的机器人模型。人民网记者 刘叶婷摄
目前，该系统实现了培养“大脑”对机器人避障、跟踪、抓握等任务的无人控制，完成了多种类脑计算的启发工作。
据天津大学医学院教授、脑机交互与人机共融海河实验室片上脑机接口团队负责人李晓红介绍，随着技术不断突破，片上脑—机接口还将实现新一代生命体与非生命体的融合交互，形成在混合智能、医疗康复等国家重大需求领域的新应用。
当前，片上脑机接口技术领域处于起步阶段。“这将是未来‘读懂’大脑的一个机关。”李晓红充满憧憬，大脑神经系统浩瀚无际，也许未来通过片上脑技术能揭开大脑的奥秘。
这是脑机海河实验室近期发布的众多开创性技术成果之一。多年来，这个平均年龄只有35岁的80、90后科研团队瞄准在脑机交互和医工结合领域的科技前沿阵地，啃“硬骨头”、攻“卡脖子”，向“新”提质，连连突破。
拥有完全自主知识产权的脑—机交互芯片“脑语者”可通过“意念”实现全世界最大指令集的“隔空打字”；“神工—灵犀指”可使脑卒中患者用意念控制机械手指，并帮助与大脑“断联”的手指恢复机能；“神工—神甲”外骨骼机器人可帮助脑卒中下肢功能障碍患者实现步态矫正与下肢功能康复；混合驱动虚拟现实步行系统“神工—神行”让枯燥的康复训练充满趣味和想象空间……
“健康是天大的事。”天津大学脑机海河实验室科研团队胸怀为民初心，在脑机接口的国际赛道上跑出了加速度，取得了好成绩。脑机海河实验室副主任倪广健介绍，天津大学在脑机交互领域拥有世界最大专利池，掌握无创脑机接口关键核心技术，脑电识别精度、控制指令数量和信息传输率三项核心指标均达到国际最高水平。
“我们希望能帮助更多科研成果走出实验室，走上‘生产线’实现产业化。”倪广健表示，脑机海河实验室成立一年多来，一直致力于促进“产学研用金”全链条式创新发展。就在上个月，国内首个面向脑机接口产业发展的专项基金——脑机海河实验室基金正式发布，为推动行业发展提供资金支持。
据了解，该基金首期目标规模10亿元，由脑机海河实验室、天津市滨海高新区管委会、天津市河西区政府、天津市海河产业基金等合作设立，旨在建立“科学家＋企业家＋政府＋投资人”的创新投资模式，撬动社会资本支持脑机全产业链发展，赋能初创企业快速成长。
作为多学科交叉的前沿技术，“脑机接口”被公认为是新质生产力的典型代表。近年来，国内外企业、科研机构纷纷抢滩这一市场，红海竞争趋势日益显现。
作为最早布局该领域的科研机构代表，倪广健坦言，希望市场冷静理性客观，不要追求“短平快”，而是思考真正有用的应用场景。“行业发展另一个突出问题就是缺少专业人才。”他说，天津大学将率先设立相关专业并开始招生，希望能为补足人才链，为行业发展提供助力。（宋丽云、张桂贵、杨牧、刘叶婷、崔译戈、符园园、彭昱凯、马蒂奥、代晓灵、张静淇）
