2023WAIC｜脑虎科技柔性电极植入手术机器人首次线下亮相

在今年的世界人工智能大会上,脑虎科技面向全球公开发布七项横跨学术、科研、医疗临床的科研成果,并展出柔性电极、高通量神经信号采集系统、柔性电极植入手术机器人、脑机接口植入体、高频数字脑电图机以及神境脑机等新产品。其中柔性电极植入手术机器人首次线下公开亮相。

能够长期在体稳定记录神经元动作电位的柔性电极

此次公开展示的柔性电极有两类,一类是针对科研动物实验的柔性深部电极和皮层电极,一类是针对医学临床研究的柔性皮层电极。两类电极都由mems工艺加工而成,能够做到高密度、高通量,配备先进的后端封装工艺,确保柔性电极的优秀性能。

用于动物实验的柔性深部电极,能同时记录Spike信号和LFP信号。多功能柔性电极配合蚕丝蛋白的植入方案,可以实现记录电生理信号的同时给光和给药等其它功能。蚕丝蛋白柔性电极具有良好的机械顺应性、生物相容性、降解程度可控、安全无毒,这些优势极大地提高了脑机接口成功的概率,也为科研工作者提供了不可多得的研究工具。

用于医学临床研究的柔性皮层电极具有高通量、高密度、高柔性的特点。该皮层电极可支持最高256通道的皮层脑电记录,密度达16通道/cm2,电极片尺寸43mm×45mm,在保证高通量的同时,可减少手术创伤。此外,电极厚度仅20μm,超薄超高柔性使电极能够实现与脑组织的良好共形接触。

可实现智能识别、精准定位的柔性电极植入手术机器人

脑虎科技在现场共展出两款柔性电极植入手术机器人,分别是用于大动物实验的FlexShuttle和用于小动物实验的FlexShuttle Mini。

FlexShuttle拥有高精度多级精度视觉模块设计,深度学习结合双目定位,智能识别、精准锁定;借助5+1自由度机械臂,可以满足大范围全方位覆盖颅骨,末端动作最高5g加速度,操控更容易;多模态传感检测实现自动安全停止的颅骨开孔;可兼容兼容钨针穿刺柔性电极、蚕丝蛋白电极操作。

FlexShuttle Mini可以基于标准大小鼠脑定位图谱的3D脑区模型,最优化计算手术路径,实现“所想即所得”的定制化;双目视觉识别定位结合360°全方位串联机械臂,实现“所见即所达”的易操作;系统精度达200μm,最小步尽量50μm,实现可指定脑区的精准到位;统一接口快换装置,自由切换颅钻、植入仪、光纤、微型注射器。

实现精准采集的一款模块化、高性能、高通量的神经信号采集系统

高通量神经信号采集系统是脑虎科技面向科研市场自主研发的产品,由硬件和软件两部分组成。硬件设备整体按照医疗器械要求设计,有效地保障使用的安全性,并具备采集Spike、LFP、ECoG、EEG、EMG等多种信号的能力。软件部分是集智能化、自动化、共享化于一体的神经信号记录分析软件MindExplorer。

MindExplorer是脑虎科技独立开发的一款高通量神经信号记录和深度分析的软件产品。智能和共享是产品的两大特色。MindExplorer采用先进的云边端架构,具备高效的实验管理功能,并支持数据云端同步储存和分析,包括高通量神经信号数据一键Sorting功能、Spike数据与Event的相关性等深入的数据分析功能、以及支持数据云端同步存储和分析的数据共享功能。MindExplorer让用户摆脱繁琐的软硬件设置,专注于科研实验。

具备高通量、高采样率的脑机接口植入体和高频数字脑电图机

脑机接口植入体整体小巧轻便,是一款可以满足高通量、高采样率、高精度信号采集与处理功能的BCI产品。该产品最高支持256通道,可采集频率高达30KHz,有效采集Splike信号和LFP信号;采样精度达16Bit,确保采集脑电数据质量,为处理软件提供高品质数据保障。这款BCI产品搭配柔性电极、高频数字脑电图机以及算法软件MindExplorer使用,可用于运动解码和语言解码实验。

高频数字脑电图机是一款应用于脑疾病和脑功能的临床诊断和动物实验的脑电信号采集分析产品。高带宽、高采样率、高通量是它的核心产品优势,整体按照医疗器械要求设计,有效地保障使用的安全性。最高支持2048通道,支持ECoG/LFP/Spike等多种类型的脑电信号的实时采集分析。不仅与脑虎科技自研的柔性皮层电极和深部电极适配,还适配传统的ECoG电极和SEEG电极。

能够缓解焦虑、放松解压、提供沉浸式互动体验的消费级脑机产品

神境脑机NM1-P4是基于脑机接口技术开发的一款消费级产品,与Pico4 VR头盔组合使用,配合自研的神境冥想VR APP,旨在为用户提供沉浸式的脑机互动放松体验。在神境冥想VR放松应用中,脑生理信号融入游戏反馈,用户在虚拟场景中,能够实时观察到身心状态。同时,用户跟随游戏引导来调整自己的呼吸及注意力,基于生物反馈原理,调节心理情绪状态,达到放松减压抗焦虑的效果。

除上述展示的产品外,脑虎科技还发布了一款脑电采集芯片M2,是脑虎科技自主研发的64通道数模混合芯片,采用全自研16bit高精度ADC模块,裸片面积比国外竞品减小30%,兼容主流信号采集设备。

目前,脑虎科技已完成核心产品体系搭建,包括柔性电极、高通量神经信号采集分析系统、脑电芯片、医疗级植入体、高通量脑电图仪、柔性电极植入手术机器人、算法云平台以及消费级脑机产品等,覆盖学术、科研、临床实验、消费等多个不同场景,构筑了端到端的完整解决方案。脑机接口的未来有无限可能,生态圈的边界需要不断探索。未来脑虎科技将继续优化核心产品性能,着力打造BCI+的生态圈。