腦機接口技術在過去半個世紀，實現了從科幻到現實的突破。當前腦機接口研發已經在仿生學、醫療診斷與幹預、消費電子
、工業、教育、虛擬現實等多個領域持續探索。北京師範大學教授鄔霞在2023中關村論壇-腦機接口創新發展分論壇上表示
，非侵入式腦機接口技術非常適用於工業安全監測

，未來也有望提升工業生產效率。

工業安全有設備安全、人員安全、生產安全三大需求。在人員安全與生產安全上，工人生理、精神狀態監測主要聚焦生命體征、疲勞狀態、意識狀態，生產環境、狀態安全監測則聚焦認知負荷
、注意力水平、工作記憶、情緒狀態等。

鄔霞表示，從目前的技術手段來看
，在保證人員安全方麵主要是崗前考核、安全意識教育，所用的檢測設備也隻是手環等簡單生理狀態檢測設備；在保證生產安全方麵，也主要是通過定期培訓、輪崗休息

，或者是傳感器等簡單設備進行環境監測。

“當(dang)前(qian)，工(gong)業(ye)安(an)全(quan)檢(jian)測(ce)手(shou)段(duan)難(nan)以(yi)滿(man)足(zu)工(gong)業(ye)安(an)全(quan)監(jian)測(ce)需(xu)求(qiu)
，我(wo)們(men)希(xi)望(wang)能(neng)夠(gou)引(yin)入(ru)一(yi)些(xie)新(xin)的(de)技(ji)術(shu)，非(fei)侵(qin)入(ru)式(shi)腦(nao)機(ji)接(jie)口(kou)技(ji)術(shu)非(fei)常(chang)適(shi)用(yong)於(yu)工(gong)業(ye)安(an)全(quan)監(jian)測(ce)，但(dan)有(you)三(san)個(ge)難(nan)點(dian)需(xu)要(yao)攻(gong)克(ke)。”鄔霞說。

第一個難點是要從硬件設計源頭保障高精度腦電信信號質量。例如采用全頻段24為ADC腦電采集電路，實現32萬倍以上的共模抑製能力，在噪聲電平控製上進行精細的電源處理，精準的地平麵處理和恰到好處的外圍電路的配置。

何為便捷易用的腦機接口係統？鄔霞表示，首先要滿足防水防塵、低功耗、抗幹擾幹電極等工業需求
，在人體感受上要進行嚴格生物相容性實驗、精細化人體工學設計且整體重量不超過130克。

第二個難點是如何在複雜的工業場景下實現高度穩定可靠的算法輸出結果。“解jie決jue方fang案an就jiu是shi構gou建jian複fu雜za工gong況kuang條tiao件jian下xia的de實shi時shi自zi適shi應ying腦nao電dian濾lv波bo器qi，並bing盡jin量liang采cai用yong少shao通tong道dao的de數shu據ju來lai進jin一yi步bu提ti高gao應ying用yong算suan法fa的de魯lu棒bang性xing，讓rang輸shu出chu更geng加jia穩wen定ding。”她說。

據了解，打造實時自適應腦電濾波器需要對環境粉塵狀態、高濕度等惡劣工況信號有效識別，並可以在人員行走、登高
、負重、跳躍等運動狀態下進行腦電采集

，此外還需要支持1000人以上的同步采集，來構成基礎人體生理和腦電參數的數據庫進行輔助。

第di三san個ge難nan點dian是shi如ru何he在zai各ge種zhong實shi際ji工gong業ye環huan境jing中zhong，確que保bao腦nao機ji接jie口kou係xi統tong的de快kuai速su穩wen定ding運yun行xing。鄔wu霞xia指zhi出chu，要yao達da到dao此ci效xiao果guo
，首shou先xian係xi統tong穩wen定ding性xing要yao強qiang

，要yao解jie決jue無wu線xian信xin號hao傳chuan輸shu問wen題ti，通tong過guo互hu操cao作zuo性xing的de跨kua平ping台tai應ying用yong程cheng序xu接jie口kou

，實shi現xian監jian測ce和he秒miao級ji響xiang應ying。其qi次ci，要yao打da造zao千qian人ren實shi時shi傳chuan輸shu分fen析xi處chu理li係xi統tong，實shi現xian多duo終zhong端duan、快速標準化部屬。最後，要製定針對性解決方案。例如在重型龍門吊施工場景中，結合腦機接口、無線測距、貨物類型、廣播通訊等方式形成一整套安全解決方案。

據介紹
，基於腦機接口的工業人員安全數字化管理係統已經應用於隧道施工、礦山開采、基坑作業
、電力巡線等場景
，提供風險報告近400篇
，發出風險預警和報警信息近2000條，成功抓取近3萬條風險隱患數據。

例如隧道施工場景下
，大型機械和重型物料在運輸、吊裝、轉zhuan場chang過guo程cheng中zhong一yi旦dan出chu現xian和he人ren的de接jie觸chu都dou會hui造zao成cheng安an全quan事shi故gu。因yin此ci

，讓rang施shi工gong人ren員yuan佩pei戴dai具ju有you腦nao機ji接jie口kou裝zhuang置zhi的de安an全quan帽mao
，實shi時shi監jian控kong工gong人ren的de腦nao狀zhuang態tai，工gong作zuo人ren員yuan可ke以yi通tong過guo員yuan工gong狀zhuang態tai實shi時shi監jian控kong平ping台tai換huan查zha到dao施shi工gong人ren員yuan的de脈mai搏bo

、血氧等生理特征，並通過分析腦電數據來判斷疲勞度
、專注度等。據悉，此方案已經應用在修建廣州地鐵、北京地鐵和重慶地鐵的施工的隧道的施工現場。

“展望未來

，腦機接口技術除了在安全方麵能夠對工業界有所幫助之外，也有可能通過腦控機械、腦控汽車等方式來提升機器效率
，並通過儀器操作、設備駕駛等技能訓練來提升人的效率。”鄔霞表示。