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        對接技術(shù)需求 培育未來人才——天津大學(xué)迎來腦機(jī)接口專業(yè)方向首批本科生

        對接技術(shù)需求 培育未來人才——天津大學(xué)迎來腦機(jī)接口專業(yè)方向首批本科生

        2024-09-25 16:28

        來源:科技日報

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        圖為天津大學(xué)科研人員正在對腦機(jī)接口外骨骼機(jī)器人開展功能測試。受訪者供圖

        “我國腦機(jī)接口正處于創(chuàng)新突破和應(yīng)用拓展的關(guān)鍵時期,亟須自主培養(yǎng)一批具備多元化能力的復(fù)合型人才,為腦機(jī)接口領(lǐng)域的蓬勃發(fā)展注入強(qiáng)勁動力。”近日,天津大學(xué)副校長、醫(yī)學(xué)部執(zhí)行主任明東在接受科技日報記者采訪時表示,天津大學(xué)不久前迎來我國腦機(jī)接口專業(yè)方向首批本科生。這不僅是對國家重大戰(zhàn)略需求的積極響應(yīng),更促進(jìn)了這一領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用。

        為何設(shè)置腦機(jī)接口專業(yè)方向?腦機(jī)接口專業(yè)方向?qū)W什么,主要培養(yǎng)哪方面人才?帶著這些問題,記者來到天津大學(xué)進(jìn)行探訪。

        面臨人才缺口

        天津大學(xué)神經(jīng)工程團(tuán)隊研發(fā)的“靈犀指”系統(tǒng)是一種無創(chuàng)腦機(jī)接口康復(fù)系統(tǒng),目前已在天津市環(huán)湖醫(yī)院歷經(jīng)半年多的臨床驗(yàn)證。利用該系統(tǒng),患者只要佩戴上腦電帽就能通過讀取腦電信息來操控機(jī)器手指,加速了患者的康復(fù)進(jìn)度。這體現(xiàn)了腦機(jī)接口技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域的巨大潛力。

        腦機(jī)接口技術(shù)旨在搭建大腦與外部設(shè)備之間的直接溝通橋梁。這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域遠(yuǎn)不止于醫(yī)療,它將徹底改變?nèi)祟惻c數(shù)字世界互動的方式,并在醫(yī)療、教育、娛樂等多個領(lǐng)域帶來革命性的變革。

        “隨著生命科學(xué)的迅猛發(fā)展,新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革正在重構(gòu)全球創(chuàng)新版圖、重塑全球經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu),以腦機(jī)接口、人工智能等為代表的新興技術(shù)已成為國家重點(diǎn)關(guān)注和布局的突破口?!碧旖虼髮W(xué)醫(yī)工院副院長許敏鵬認(rèn)為,腦機(jī)接口已成為全球科技競爭的制高點(diǎn),是實(shí)現(xiàn)人機(jī)融合的必經(jīng)之路,也是國家“四個面向”戰(zhàn)略導(dǎo)向下新質(zhì)生產(chǎn)力的典范。

        根據(jù)全球市場研究供應(yīng)商Acumen Research and Consulting預(yù)測,從2020年至2027年,全球腦機(jī)接口市場將以約13.8%的復(fù)合年增長率增長,預(yù)計到2027年市值將超過34.763億美元。

        而在今年初,工業(yè)和信息化部等七部門發(fā)布《關(guān)于推動未來產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的實(shí)施意見》,指出要打造腦機(jī)接口等在內(nèi)的創(chuàng)新標(biāo)志性產(chǎn)品,做強(qiáng)未來高端裝備。這標(biāo)志著我國腦機(jī)接口已進(jìn)入創(chuàng)新突破和應(yīng)用拓展關(guān)鍵期。

        “截至目前,我國已經(jīng)有包括高校、研究所、企業(yè)、醫(yī)院等在內(nèi)的200余家單位開展腦機(jī)接口業(yè)務(wù),但我國腦機(jī)接口領(lǐng)域人才缺口近萬人,預(yù)計到2030年,人才缺口將達(dá)到20萬人?!痹S敏鵬說。

        創(chuàng)新培養(yǎng)模式

        “‘交叉融合’是這個專業(yè)方向最鮮明的特征。”許敏鵬介紹,腦機(jī)接口專業(yè)方向涵蓋了醫(yī)學(xué)、數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、計算機(jī)、電子、機(jī)械、材料、信息等多學(xué)科知識,課程中包含工程思維訓(xùn)練、腦機(jī)智能倫理等內(nèi)容。

        由于腦機(jī)接口涵蓋信號采集、處理、控制反饋及系統(tǒng)應(yīng)用等多個技術(shù)環(huán)節(jié),因此,課程設(shè)置也相應(yīng)地圍繞這些環(huán)節(jié)展開,以確保學(xué)生能夠系統(tǒng)學(xué)習(xí)、全面掌握相關(guān)專業(yè)知識。以信號采集為例,學(xué)生需要使用材料科學(xué)知識設(shè)計生物傳感電極,需要運(yùn)用電路知識設(shè)計放大器以增強(qiáng)微弱神經(jīng)信號的可分析性,還需要機(jī)械相關(guān)知識進(jìn)行信號采集系統(tǒng)的外觀設(shè)計等。

        此外,為了實(shí)現(xiàn)學(xué)生全面發(fā)展的目標(biāo),腦機(jī)接口專業(yè)方向還將圍繞神經(jīng)科學(xué)原理、傳感材料與電子系統(tǒng)設(shè)計、腦機(jī)接口編解碼技術(shù)、人因工程與神經(jīng)工效等內(nèi)容,構(gòu)建厚基礎(chǔ)、寬口徑的核心課程體系。

        同時,學(xué)校打造項(xiàng)目式課程或課程群,實(shí)施目標(biāo)導(dǎo)向的模塊化教學(xué),并將根據(jù)學(xué)生職業(yè)規(guī)劃方向,設(shè)置目標(biāo)導(dǎo)向的模塊化選修課程體系,為學(xué)生提供跨學(xué)科發(fā)展的廣闊平臺。

        天津大學(xué)醫(yī)學(xué)院副院長楊佳佳認(rèn)為,腦機(jī)接口專業(yè)方向?qū)處熽犖榈乃刭|(zhì)與能力提出了更高要求?!敖處煈?yīng)該具備跨學(xué)科背景、精通專業(yè)領(lǐng)域核心內(nèi)容,并緊跟科技發(fā)展步伐,不斷更新自身知識體系、豐富課堂教學(xué)內(nèi)容,確保人才培養(yǎng)與時俱進(jìn)?!睏罴鸭颜f。

        教學(xué)過程中,教師需要創(chuàng)新教學(xué)方法與模式,確保教學(xué)質(zhì)量穩(wěn)步提升。此外,良好的工程實(shí)踐能力、跨界整合資源以及解決復(fù)雜工程問題的能力,也是教師不可或缺的技能與素養(yǎng)。

        “我們通過輻射式學(xué)科布局、項(xiàng)目式課程體系、校企協(xié)同教學(xué)生態(tài),努力打造學(xué)科融通、課程融通、科教融匯、產(chǎn)教融合的創(chuàng)新培養(yǎng)模式?!痹S敏鵬表示,“希望按照這種模式培養(yǎng)的學(xué)生,能把握世界科技前沿并結(jié)合國家需求,具備跨學(xué)科的知識儲備和綜合素質(zhì),推動腦機(jī)接口技術(shù)的創(chuàng)新與應(yīng)用。”

        就業(yè)前景廣闊

        天津大學(xué)在腦機(jī)接口技術(shù)領(lǐng)域長期保持國際領(lǐng)先地位,相關(guān)專業(yè)方向優(yōu)勢顯著。腦機(jī)接口專業(yè)方向由天津大學(xué)未來技術(shù)學(xué)院與醫(yī)學(xué)院共同建立,匯聚天津大學(xué)醫(yī)學(xué)部、電氣自動化與信息工程學(xué)院、微電子學(xué)院、智能與計算學(xué)部、數(shù)學(xué)學(xué)院以及材料科學(xué)與工程學(xué)院等多方優(yōu)質(zhì)資源。

        “我們集聚國內(nèi)頂尖腦機(jī)接口研究團(tuán)隊,形成了涵蓋腦機(jī)交互基礎(chǔ)理論、器件系統(tǒng)開發(fā)、轉(zhuǎn)化應(yīng)用全鏈條的跨學(xué)科科研與教學(xué)體系,為腦機(jī)接口專業(yè)方向教學(xué)與研究奠定了堅實(shí)基礎(chǔ)?!痹S敏鵬說。

        在招生方面,腦機(jī)接口專業(yè)方向采取入校后二次選拔機(jī)制,面向全校新生開放報名。經(jīng)過綜合測試、專家面試等環(huán)節(jié)的嚴(yán)格篩選,最終擇優(yōu)錄取20名新生進(jìn)入該專業(yè)方向?qū)W習(xí)。

        “選拔過程中,我們不僅關(guān)注學(xué)生數(shù)學(xué)、物理及相關(guān)競賽的成績,更重視他們自主學(xué)習(xí)、解決問題、創(chuàng)新創(chuàng)造、溝通協(xié)作等方面的能力以及批判性思維、團(tuán)隊合作等綜合素質(zhì)?!睏罴鸭颜f。

        許敏鵬表示,未來,隨著腦機(jī)接口技術(shù)的不斷發(fā)展,該專業(yè)方向畢業(yè)生將擁有更加廣闊的就業(yè)前景。他們可以在腦機(jī)接口、醫(yī)療器械、人工智能、智能控制等相關(guān)企業(yè)或研發(fā)機(jī)構(gòu)從事腦機(jī)接口產(chǎn)品的開發(fā)、設(shè)計、測試、生產(chǎn)等工作,或在大型綜合性醫(yī)院或醫(yī)療機(jī)構(gòu),從事醫(yī)學(xué)康復(fù)、儀器維護(hù)等相關(guān)工作,也可在科研院所或高校從事教學(xué)、科研或者管理工作,甚至可以在政府機(jī)關(guān)從事與專業(yè)相關(guān)的政策規(guī)劃、標(biāo)準(zhǔn)制定、質(zhì)量監(jiān)管和社會服務(wù)等工作。

        “我們的目標(biāo)是培養(yǎng)一批在生物與信息融合領(lǐng)域具備設(shè)計、制造、研發(fā)未來生物智能電子接口能力,引領(lǐng)腦機(jī)交互技術(shù)進(jìn)步與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的卓越工程師和科學(xué)家。”許敏鵬說。(記者陳曦)

        【責(zé)任編輯:閆景真】
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