脑机接口技术正不断突破传统边界,为人类与智能设备的交互开辟新路径。北京理工大学与北京航空航天大学联合科研团队近日宣布,在《Science Bulletin》发表了一项重要成果——基于MXene材料研发的超软透气多通道耳-机接口(ECI)贴片,为脑机接口领域带来创新解决方案。
传统脑机接口技术主要依赖两种方式:非侵入式脑电图(EEG)帽通过粘性凝胶固定在头皮,而植入式芯片则需手术介入。前者虽无创但佩戴不便,凝胶需通过头发固定,长期使用易引发不适;后者虽能精准监测神经信号,却仅适用于医疗场景,对健康人群存在侵入性风险。这种技术瓶颈长期制约着脑机接口的普及应用。
新研发的ECI贴片采用耳后佩戴设计,通过8通道MXene电极阵列直接采集脑电信号。该材料结合医用级柔软薄膜,在保证373.0 cm³/(m²・天)高透气性的同时,实现连续10小时稳定信号采集。实验室数据显示,其抗菌率达51%,对皮肤无刺激性反应,彻底解决了传统设备长期佩戴的过敏隐患。这种设计既避免了植入式芯片的破坏性,又突破了EEG帽对头发的依赖。
在功能验证阶段,该设备展现出卓越性能。疲劳状态监测实验中,系统对受试者疲劳程度的分类准确率达到90.5%,为驾驶安全、医疗监护等场景提供可靠数据支持。更引人注目的是,在4目标稳态视觉诱发电位(SSVEP)脑机接口测试中,在线任务的平均识别准确率达93.5%,与商用EEG设备性能相当,但佩戴舒适度显著提升。
这项突破性成果标志着脑机接口技术向实用化迈出关键一步。研发团队表示,ECI贴片通过优化电极材料与结构设计,在信号质量、佩戴体验和生物安全性之间取得平衡。其轻量化特性(仅数克重)和无线传输功能,为可穿戴设备与脑机接口的深度融合提供了新范式,未来有望在康复医疗、人机交互等领域产生广泛影响。













