999精品,丝袜综合,大陆老熟妇性,中国老女人AV,亚洲精品国产第一区二区三区

實驗室中，幾只頭戴電極帽的小鼠靈活游走。與此同時，實驗人員的電腦上同步顯示出五顏六色的波段——小鼠大腦發(fā)出的極為微弱的腦電信號，就這樣被完整記錄下來。能夠?qū)崿F(xiàn)這一切的玄機，藏于電極帽中一塊大小不足指甲蓋的芯片中。

就在前不久舉行的第八屆中國(上海)國際技術(shù)進出口交易會上，經(jīng)由專業(yè)觀眾投票產(chǎn)生的上交會“十大人氣項目評選”結(jié)果出爐。在一眾優(yōu)秀展品中，復(fù)旦大學(xué)的“全無線侵入式64通道腦機接口芯片模組”項目脫穎而出，摘得“鎮(zhèn)館之寶”稱號。

值得一提的是，該項目研發(fā)成功前，國際上在該領(lǐng)域尚未有成熟先例。在IEEE國際電路與系統(tǒng)2019年會上，復(fù)旦團隊發(fā)表的無線腦機接口芯片設(shè)計論文榮獲“生物醫(yī)療方向最佳論文獎”。2020年，他們再度在這一國際頂級科技會議上獲得“學(xué)生最佳論文獎”。

該項目在單芯片上集成64個信號采集通道，實現(xiàn)了4米范圍內(nèi)64通道全帶寬神經(jīng)信號的24小時不間斷記錄。與國外同類商用產(chǎn)品相比，功耗降低了10倍，重量不足3克，成本僅為同類產(chǎn)品的一半。

這款中國大陸自研腦機接口芯片，厲害在哪?

認知大腦被稱為生命科學(xué)最后的疆域。近年，中、美、歐等國家和地區(qū)紛紛啟動腦科學(xué)計劃。采集并分析大腦活動的電信號，是研究大腦的一種重要手段，而腦機接口芯片是相關(guān)科研儀器的核心部件。

該芯片研發(fā)團隊核心成員呂良劍介紹，研究項目啟動的2016年，國內(nèi)腦科學(xué)和類腦研究水平已經(jīng)很高，但擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的國產(chǎn)科研儀器卻很稀缺，大部分實驗儀器依賴進口，這促使他們想要自主研發(fā)一款國產(chǎn)腦活動記錄儀器。

在上海市科委基礎(chǔ)研究重大項目支持下，復(fù)旦大學(xué)類腦芯片與片上智能系統(tǒng)研究院和華東師大腦功能基因組教學(xué)部重點實驗室合作，根據(jù)神經(jīng)科學(xué)家確定的各類指標需求，開始研發(fā)“芯片式無線腦活動記錄系統(tǒng)”。系統(tǒng)由神經(jīng)電極陣列、無線腦機接口芯片、接收機、計算軟件等組成，用于采集、儲存和分析實驗動物的腦部神經(jīng)元活動信號。其中，芯片是最為核心的部件。

“無線”是這款芯片區(qū)別于市面同類產(chǎn)品的最大優(yōu)勢。直到現(xiàn)在，用于腦科學(xué)實驗的腦機接口系統(tǒng)大都需要在實驗室動物上安裝記錄裝置，而裝置又需通過電纜與外部記錄系統(tǒng)相連。這種連接方式一方面限制了生物體的活動范圍，另一方面，線的糾纏與旋轉(zhuǎn)容易產(chǎn)生作用力，導(dǎo)致生物體腦部損傷。無線腦機接口芯片成功擺脫了線的束縛，允許生物體自由活動，更接近自然狀態(tài)。無線充電能夠以類似公交卡讀卡器的方式對設(shè)備進行充電。團隊首先在無線數(shù)據(jù)和無線能量同時傳輸核心技術(shù)取得原創(chuàng)突破，研究結(jié)果在被業(yè)界譽為“芯片奧林匹克”的頂會國際固態(tài)電路會議上2018、2019連續(xù)兩年發(fā)表。

“低功耗+長續(xù)航”是該芯片的另一大特點。許多無線技術(shù)芯片功耗較大，使得電池連續(xù)使用時間很短，有的芯片使用一枚40毫安時的紐扣電池僅能連續(xù)工作一兩個小時，中途頻繁更換電池會打斷監(jiān)測過程，干擾生物體自然狀態(tài)。而這款芯片能夠?qū)崿F(xiàn)24小時連續(xù)工作，對生物體進行長時間、不間斷的數(shù)據(jù)監(jiān)測。這是由于團隊重點優(yōu)化了芯片的電路設(shè)計，降低了其功耗。研發(fā)團隊也放棄現(xiàn)有的一些功耗較大的無線傳輸協(xié)議，自己定義新的通訊協(xié)議，并通過降低電壓將功耗優(yōu)化至2.3mW，同時優(yōu)化信號處理，解決了信號記錄穩(wěn)定性和抗干擾等問題。

“輕量化”是一大突破。實驗裝置太重會對小鼠活動產(chǎn)生較大負重，影響其活動。為此，團隊把大部分功能都集成在芯片上，降低了對外部器件的要求，使整顆芯片面積小于16平方毫米，模組體積小于3立方厘米，總重量不超過3克。這種集成也在一定程度上降低了芯片制造的材料成本。

這支團隊如何完成這一重大原創(chuàng)科研成果?

這一重大原創(chuàng)科研成果背后，是一支“少而精”的本土團隊。項目中難度最大的芯片設(shè)計人員共7人，包括封裝、生物信號采集、生物醫(yī)學(xué)等在內(nèi)，團隊也僅20余人。

項目伊始，團隊立足于前沿性原創(chuàng)探索研究，也與成熟商業(yè)產(chǎn)品對標，旨在發(fā)表高水平學(xué)術(shù)論文的同時，真正產(chǎn)出高質(zhì)量的無線腦機接口芯片。為支撐這樣的重大研發(fā)項目，類腦芯片與片上智能系統(tǒng)研究院還組建了來自頂尖企業(yè)、具有豐富實戰(zhàn)經(jīng)驗的工程團隊。

看似“酷炫”的芯片研發(fā)，實際上包含許多重復(fù)而枯燥的工作，需要高度的細心與耐心，任何一個微小的錯誤都會導(dǎo)致整個系統(tǒng)失效，因此，每次定型流片都是對團隊的巨大考驗。流片前的一個月，研發(fā)人員往往需要反復(fù)驗證，解決所有系統(tǒng)漏洞，甚至住在實驗室，忙得不知白天黑夜。“大家憑著一股干勁努力去做好事情。”芯片團隊核心成員葉大蔚表示。

比如今年初的這次流片，時值春節(jié)，兼有疫情影響，芯片代工廠臨時要求提前3周交付設(shè)計文件。呂良劍和葉大蔚帶領(lǐng)設(shè)計團隊，兩三個星期，這支團隊幾乎都沒怎么睡覺，流片前，團隊做了反復(fù)檢驗，力保流片成功。“雖然流片工作非常辛苦，但獲得滿滿成就感。”一年級博士生李思柔說道，“研究生第一年就參與到流片工作中，在老師和學(xué)長的指導(dǎo)下，獨立負責(zé)芯片中的一部分。在課程任務(wù)之外還能參加這么前沿的項目研發(fā)，對我來說是個難得的機會。“

參與芯片版圖工作的復(fù)旦大學(xué)微電子學(xué)院博士研究生徐榮金說：“在流片時間節(jié)點臨近時，成員們都會互相幫忙，共同戰(zhàn)斗到最后一刻，盡管有人已完成分內(nèi)工作。正是依靠細致的驗證工作和高效的團隊合作，我們每次流片效果都較理想。”

盡管芯片已經(jīng)歷經(jīng)數(shù)次迭代，相關(guān)論文數(shù)次斬獲國際權(quán)威獎項，但呂良劍表示，芯片的優(yōu)化工作仍將繼續(xù)，團隊也會繼續(xù)開展腦科學(xué)相關(guān)領(lǐng)域的研究。“復(fù)旦大學(xué)新設(shè)的類腦芯片與片上智能研究院從一開始就側(cè)重交叉學(xué)科研究，希望通過跨學(xué)科的碰撞，去做一些突破性、革命性、對于人類有價值的事。”呂良劍坦言。

未來應(yīng)用：預(yù)測癲癇發(fā)作、盲人“重獲”光明、不動手就能打電話……

近年來，腦機接口芯片是集成電路領(lǐng)域的國際研究熱點。事實上，腦機接口領(lǐng)域研究的相關(guān)應(yīng)用，已在慢慢走近人們的生活，特別是醫(yī)療領(lǐng)域。例如，基于類腦芯片可實現(xiàn)神經(jīng)元識別與腦功能圖譜描繪，還可進行腦血管病智能篩查等醫(yī)療工作。

據(jù)悉，2016年至今，復(fù)旦自研的這款芯片已流片4次。以它為核心部件的無線腦機接口系統(tǒng)正在接受上海腦科學(xué)家的測試，有望在不久的將來投入商用，成為我國腦科學(xué)與類腦研究的利器。復(fù)旦類腦芯片與片上智能系統(tǒng)研究院助理研究員徐玲介紹，未來，復(fù)旦自研的這款芯片，應(yīng)用場景將集中在3個領(lǐng)域：認知障礙疾病的治療、運動康復(fù)，以及硬件設(shè)備控制。

目前，研究院正與復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院合作開展靈長類動物實驗，將電極植入猴子腦內(nèi)，無線采集多通道的腦電信號供腦科學(xué)家研究，旨在了解癲癇病的發(fā)作機理，并對其實現(xiàn)預(yù)判和相關(guān)治療。此外，抑郁癥、狂躁癥、帕金森病、阿爾茨海默病等精神類疾病，也有望通過相關(guān)研究得到輔助治療。

視覺感知和運動感知研究方向，目前是腦機信號研究中的熱點。將芯片植入盲人視網(wǎng)膜下，使得盲人“重獲光明”;通過想象“揮手”的感覺，癱瘓病人可將腦內(nèi)信號通過芯片傳送給電腦，從而操縱機械臂進行活動，等等。

而被人們接受度更高的非植入式芯片，則可應(yīng)用在更多人的日常生活中。近年可以預(yù)見的一個應(yīng)用是腦機芯片與智能硬件的結(jié)合，例如，通過非植入芯片將腦電信號傳遞到手機等智能設(shè)備上，完成“確認”“返回”“撥打電話”等簡單的命令。這意味著，今后可能只需在腦中想象某個功能，無需動手操作即可實現(xiàn)。

而所謂科幻電影中的機器“讀心術(shù)”，即依賴腦電波的解碼就能將腦電波與文字語言對應(yīng)起來，需大量的采集和訓(xùn)練。“我們的研究路徑正在向這一方向努力。”青年研究員鄒喬莎表示，“在復(fù)旦大學(xué)，我們能同時和腦科學(xué)家、臨床醫(yī)生進行合作，有豐富的一線數(shù)據(jù)。這樣優(yōu)越的研究環(huán)境，在國外頂尖的實驗室也很難擁有。”(作者：吳若凝 殷夢昊)