脑机接口技术临床应用落地！琶洲实验室与华为合作 NPU 芯片进展

? 脑机接口技术临床应用落地！琶洲实验室与华为合作 NPU 芯片进展

脑机接口技术，这个曾经只存在于科幻电影中的概念，如今正一步步走向现实。最近，琶洲实验室与华为合作的消息更是让这个领域炸开了锅。他们在 NPU 芯片上的进展，不仅为脑机接口技术的临床应用提供了强大的算力支持，还可能重塑整个行业的发展格局。

? 脑机接口技术的临床应用现状

脑机接口技术，简单来说，就是在大脑和外部设备之间建立一条直接的信息通道。通过采集大脑发出的神经信号，经过处理和解析后，转化为控制外部设备的指令。这项技术在医疗、教育、娱乐等领域都有着广泛的应用前景。

在医疗领域，脑机接口技术已经取得了不少突破。比如，通过脑机接口驱动的肢体康复训练系统，脑卒中患者可以通过意念控制虚拟肢体完成抓握、伸展等动作，辅助神经功能恢复。临床测试显示，患者使用该应用的日均训练时长从 30 分钟提升至 60 分钟，康复进度加快 40%。还有针对失明患者的侵入式脑机接口治疗方案，通过 512 通道柔性电极阵列，结合视觉专用 NPU，实现了 0.1 视力的视觉增强，为低视力人群提供了安全实用的解决方案。

除了医疗领域，脑机接口技术在教育和娱乐领域也有不俗表现。在教育场景中，学生佩戴 EEG 头环，实时监测注意力水平，教师可通过数据调整教学策略；学生还能通过意念控制电子白板擦除内容。试点班级学生的课堂参与度提升 30%，教师教学调整效率提高 50%。在游戏领域，玩家可以通过意念控制游戏角色移动、跳跃，结合手势触发技能，打造 “脑 + 手” 协同的沉浸式体验，游戏留存率较传统触控方案提升 25%。

? 琶洲实验室与华为合作：NPU 芯片的突破

琶洲实验室作为国内脑机接口技术的重要研究机构，近年来在该领域取得了不少成果。其脑机智能研究中心开发的多模态脑机融合控制的轮椅机械臂系统，通过采集眼电、脑电、头动等多模态信号，让肢体障碍患者能够自主控制轮椅和机械臂，完成行走、抓取杯子喝水等日常操作。该系统已在广东省工伤康复医院、中山三院等多家医院的康复科投入使用，帮助了一批患者。

而华为作为全球领先的科技企业，其 NPU 芯片在算力和能效方面具有显著优势。此次与琶洲实验室的合作，双方针对高性能计算优化技术展开攻关，成功开发了国产华为 NPU 的算子，大大提升了国产高性能计算芯片的性能，填补了国产 NPU 芯片算子的空白。这一突破不仅解决了国外对中国技术 “卡脖子” 的问题，还为脑机接口技术的实时数据处理和复杂算法运行提供了强大的硬件支持。

具体来说，华为的昇腾 NPU 在大模型训练中表现出色，支持准万亿参数模型的稳定训练，并通过系统优化技术提升了训练效率。例如，在 6000 + 块昇腾 NPU 集群上完成了 7180 亿参数 MoE 模型的长期稳定训练，算力利用率（MFU）达到了 30.0%，较优化前提升 58.7%。这种强大的算力支持，使得脑机接口系统能够更快速、准确地处理和解析神经信号，为临床应用提供了坚实的技术基础。

此外，鸿蒙 5.0 操作系统利用 NPU 加速视频编解码，提高了数据处理效率。这一技术同样可以应用于脑机接口领域，例如在实时监测和反馈神经信号时，NPU 能够快速处理大量数据，降低延迟，提升用户体验。

? 行业趋势与挑战

随着技术的不断进步，脑机接口行业正迎来快速发展的机遇。政策层面，国家药监局发布了关于脑机接口医疗器械行业标准的立项公示，北京、上海等地也出台了行动方案，提出到 2030 年培育领军企业、实现规模化商用等目标。资本层面，汤姆猫等企业积极布局脑机接口领域，产学研合作加速。

然而，脑机接口技术仍面临着一些挑战。首先是神经信号的低信噪比和鲁棒性问题。脑电信号易受环境干扰，导致特征提取误差。不过，通过硬件优化（如使用屏蔽电极、差分放大电路）和算法优化（如结合小波变换与自适应滤波），可以有效提升信噪比。其次是实时性和延迟控制。神经信号采集和意图解码对实时性要求极高，通过边缘计算、模型轻量化等策略，可以将解码延迟降至 50ms 内，确保交互流畅性。此外，隐私和数据安全也是不容忽视的问题。通过本地化处理、加密传输和权限管理等措施，可以有效保护用户的神经数据安全。