腦機接口技術(shù)正逐步打破人類與機器交互的邊界,但現(xiàn)有設(shè)備在舒適性與安全性上仍面臨挑戰(zhàn)。近日,北京理工大學(xué)與北京航空航天大學(xué)聯(lián)合科研團隊在《Science Bulletin》發(fā)表突破性成果,研發(fā)出一款基于MXene材料的超柔性多通道耳后接口(ECI)貼片,為腦機接口領(lǐng)域帶來創(chuàng)新解決方案。
傳統(tǒng)非侵入式腦機接口依賴腦電圖帽或電極帶,需通過粘性凝膠固定在頭皮上,不僅依賴頭發(fā)輔助固定,長時間佩戴還會引發(fā)皮膚不適。而植入式芯片雖能幫助癱瘓患者恢復(fù)部分功能,但其侵入性對健康人群難以接受。針對這些痛點,研究團隊提出耳后佩戴的ECI貼片方案,通過直接采集耳后區(qū)域的腦電信號實現(xiàn)人機交互。
該貼片采用醫(yī)用級透氣薄膜作為基底,集成8個MXene電極通道。這種新型材料兼具超薄(厚度不足0.1毫米)、高柔韌性與強導(dǎo)電性,使貼片能完美貼合耳后曲面。實驗數(shù)據(jù)顯示,其透氣性達(dá)373.0 cm3/(m2?天),是商用耳電極的3倍以上;連續(xù)佩戴10小時仍能穩(wěn)定采集信號,且對皮膚無刺激,抗菌率達(dá)51%,有效降低過敏風(fēng)險。
在功能驗證方面,ECI貼片展現(xiàn)出卓越性能。疲勞狀態(tài)監(jiān)測實驗中,系統(tǒng)對受試者疲勞程度的分類準(zhǔn)確率達(dá)90.5%;在4目標(biāo)穩(wěn)態(tài)視覺誘發(fā)電位(SSVEP)測試中,在線任務(wù)準(zhǔn)確率達(dá)到93.5%,與商用腦電圖帽水平相當(dāng)。研究團隊特別強調(diào),該設(shè)備通過耳后區(qū)域采集信號,既避免了傳統(tǒng)腦電帽對頭發(fā)的依賴,又比植入式方案更易被大眾接受。
這項成果為腦機接口的民用化開辟了新路徑。相比需要專業(yè)操作的腦電圖帽,ECI貼片可像普通耳機一樣快速佩戴,適用于遠(yuǎn)程辦公、游戲娛樂、醫(yī)療監(jiān)測等多種場景。其抗菌透氣特性更使長期連續(xù)使用成為可能,為阿爾茨海默癥早期篩查、駕駛員疲勞預(yù)警等應(yīng)用提供了技術(shù)基礎(chǔ)。




















