圖為天津大學科研人員正在對腦機接口外骨骼機器人開展功能測試。受訪者供圖

“我國腦機接口正處於創新突破和應用拓展的關鍵時期，亟須自主培養一批具備多元化能力的復合型人才，為腦機接口領域的蓬勃發展注入強勁動力。”近日，天津大學副校長、醫學部執行主任明東在接受科技日報記者採訪時表示，天津大學不久前迎來我國腦機接口專業方向首批本科生。這不僅是對國家重大戰略需求的積極響應，更促進了這一領域的技術創新與應用。

為何設置腦機接口專業方向？腦機接口專業方向學什麼，主要培養哪方面人才？帶著這些問題，記者來到天津大學進行探訪。

面臨人才缺口

天津大學神經工程團隊研發的“靈犀指”系統是一種無創腦機接口康復系統，目前已在天津市環湖醫院歷經半年多的臨床驗証。利用該系統，患者隻要佩戴上腦電帽就能通過讀取腦電信息來操控機器手指，加速了患者的康復進度。這體現了腦機接口技術在醫療領域的巨大潛力。

腦機接口技術旨在搭建大腦與外部設備之間的直接溝通橋梁。這項技術的應用領域遠不止於醫療，它將徹底改變人類與數字世界互動的方式，並在醫療、教育、娛樂等多個領域帶來革命性的變革。

“隨著生命科學的迅猛發展，新一輪科技革命和產業變革正在重構全球創新版圖、重塑全球經濟結構，以腦機接口、人工智能等為代表的新興技術已成為國家重點關注和布局的突破口。”天津大學醫工院副院長許敏鵬認為，腦機接口已成為全球科技競爭的制高點，是實現人機融合的必經之路，也是國家“四個面向”戰略導向下新質生產力的典范。

根據全球市場研究供應商Acumen Research and Consulting預測，從2020年至2027年，全球腦機接口市場將以約13.8%的復合年增長率增長，預計到2027年市值將超過34.763億美元。

而在今年初，工業和信息化部等七部門發布《關於推動未來產業創新發展的實施意見》，指出要打造腦機接口等在內的創新標志性產品，做強未來高端裝備。這標志著我國腦機接口已進入創新突破和應用拓展關鍵期。

“截至目前，我國已經有包括高校、研究所、企業、醫院等在內的200余家單位開展腦機接口業務，但我國腦機接口領域人才缺口近萬人，預計到2030年，人才缺口將達到20萬人。”許敏鵬說。

創新培養模式

“‘交叉融合’是這個專業方向最鮮明的特征。”許敏鵬介紹，腦機接口專業方向涵蓋了醫學、數學、物理、化學、計算機、電子、機械、材料、信息等多學科知識，課程中包含工程思維訓練、腦機智能倫理等內容。

由於腦機接口涵蓋信號採集、處理、控制反饋及系統應用等多個技術環節，因此，課程設置也相應地圍繞這些環節展開，以確保學生能夠系統學習、全面掌握相關專業知識。以信號採集為例，學生需要使用材料科學知識設計生物傳感電極，需要運用電路知識設計放大器以增強微弱神經信號的可分析性，還需要機械相關知識進行信號採集系統的外觀設計等。

此外，為了實現學生全面發展的目標，腦機接口專業方向還將圍繞神經科學原理、傳感材料與電子系統設計、腦機接口編解碼技術、人因工程與神經工效等內容，構建厚基礎、寬口徑的核心課程體系。

同時，學校打造項目式課程或課程群，實施目標導向的模塊化教學，並將根據學生職業規劃方向，設置目標導向的模塊化選修課程體系，為學生提供跨學科發展的廣闊平台。

天津大學醫學院副院長楊佳佳認為，腦機接口專業方向對教師隊伍的素質與能力提出了更高要求。“教師應該具備跨學科背景、精通專業領域核心內容，並緊跟科技發展步伐，不斷更新自身知識體系、豐富課堂教學內容，確保人才培養與時俱進。”楊佳佳說。

教學過程中，教師需要創新教學方法與模式，確保教學質量穩步提升。此外，良好的工程實踐能力、跨界整合資源以及解決復雜工程問題的能力，也是教師不可或缺的技能與素養。

“我們通過輻射式學科布局、項目式課程體系、校企協同教學生態，努力打造學科融通、課程融通、科教融匯、產教融合的創新培養模式。”許敏鵬表示，“希望按照這種模式培養的學生，能把握世界科技前沿並結合國家需求，具備跨學科的知識儲備和綜合素質，推動腦機接口技術的創新與應用。”

就業前景廣闊

天津大學在腦機接口技術領域長期保持國際領先地位，相關專業方向優勢顯著。腦機接口專業方向由天津大學未來技術學院與醫學院共同建立，匯聚天津大學醫學部、電氣自動化與信息工程學院、微電子學院、智能與計算學部、數學學院以及材料科學與工程學院等多方優質資源。

“我們集聚國內頂尖腦機接口研究團隊，形成了涵蓋腦機交互基礎理論、器件系統開發、轉化應用全鏈條的跨學科科研與教學體系，為腦機接口專業方向教學與研究奠定了堅實基礎。”許敏鵬說。

在招生方面，腦機接口專業方向採取入校后二次選拔機制，面向全校新生開放報名。經過綜合測試、專家面試等環節的嚴格篩選，最終擇優錄取20名新生進入該專業方向學習。

“選拔過程中，我們不僅關注學生數學、物理及相關競賽的成績，更重視他們自主學習、解決問題、創新創造、溝通協作等方面的能力以及批判性思維、團隊合作等綜合素質。”楊佳佳說。

許敏鵬表示，未來，隨著腦機接口技術的不斷發展，該專業方向畢業生將擁有更加廣闊的就業前景。他們可以在腦機接口、醫療器械、人工智能、智能控制等相關企業或研發機構從事腦機接口產品的開發、設計、測試、生產等工作，或在大型綜合性醫院或醫療機構，從事醫學康復、儀器維護等相關工作，也可在科研院所或高校從事教學、科研或者管理工作，甚至可以在政府機關從事與專業相關的政策規劃、標准制定、質量監管和社會服務等工作。

“我們的目標是培養一批在生物與信息融合領域具備設計、制造、研發未來生物智能電子接口能力，引領腦機交互技術進步與產業發展的卓越工程師和科學家。”許敏鵬說。

（記者 陳 曦）

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