“我國腦機接口正處于創(chuàng)新突破和應用拓展的關鍵時期，亟須自主培養(yǎng)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(fā)展注入強勁動力。”近日，天津大學副校長、醫(yī)學部執(zhí)行主任明東在接受科技日報記者采訪時表示，天津大學不久前迎來我國腦機接口專業(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，更促進了這一領域的技術創(chuàng)新與應用。

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

　　面臨人才缺口

　　天津大學神經工程團隊研發(fā)的“靈犀指”系統(tǒng)是一種無創(chuàng)腦機接口康復系統(tǒng)，目前已在天津市環(huán)湖醫(yī)院歷經半年多的臨床驗證。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(yī)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于醫(yī)療，它將徹底改變人類與數字世界互動的方式，并在醫(yī)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(fā)展，新一輪科技革命和產業(yè)變革正在重構全球創(chuàng)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(yī)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(zhàn)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(yè)和信息化部等七部門發(fā)布《關于推動未來產業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的實施意見》，指出要打造腦機接口等在內的創(chuàng)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(chuàng)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(yè)、醫(yī)院等在內的200余家單位開展腦機接口業(yè)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(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，腦機接口專業(yè)方向涵蓋了醫(yī)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。

　　由于腦機接口涵蓋信號采集、處理、控制反饋及系統(tǒng)應用等多個技術環(huán)節(jié)，因此，課程設置也相應地圍繞這些環(huán)節(jié)展開，以確保學生能夠系統(tǒng)學習、全面掌握相關專業(yè)知識。以信號采集為例，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采集系統(tǒng)的外觀設計等。

　　此外，為了實現學生全面發(fā)展的目標，腦機接口專業(yè)方向還將圍繞神經科學原理、傳感材料與電子系統(tǒng)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，并將根據學生職業(yè)規(guī)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(fā)展的廣闊平臺。

　　天津大學醫(yī)學院副院長楊佳佳認為，腦機接口專業(yè)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(yè)領域核心內容，并緊跟科技發(fā)展步伐，不斷更新自身知識體系、豐富課堂教學內容，確保人才培養(yǎng)與時俱進。”楊佳佳說。

　　教學過程中，教師需要創(chuàng)新教學方法與模式，確保教學質量穩(wěn)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(yǎng)。

　　“我們通過輻射式學科布局、項目式課程體系、校企協(xié)同教學生態(tài)，努力打造學科融通、課程融通、科教融匯、產教融合的創(chuàng)新培養(yǎng)模式。”許敏鵬表示，“希望按照這種模式培養(yǎng)的學生，能把握世界科技前沿并結合國家需求，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(chuàng)新與應用。”

　　就業(yè)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(yè)方向優(yōu)勢顯著。腦機接口專業(yè)方向由天津大學未來技術學院與醫(yī)學院共同建立，匯聚天津大學醫(yī)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(yōu)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(tǒng)開發(fā)、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(yè)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(yè)方向采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(huán)節(jié)的嚴格篩選，最終擇優(yōu)錄取20名新生進入該專業(yè)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(chuàng)新創(chuàng)造、溝通協(xié)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(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。他們可以在腦機接口、醫(yī)療器械、人工智能、智能控制等相關企業(yè)或研發(fā)機構從事腦機接口產品的開發(fā)、設計、測試、生產等工作，或在大型綜合性醫(yī)院或醫(yī)療機構，從事醫(yī)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(yè)相關的政策規(guī)劃、標準制定、質量監(jiān)管和社會服務等工作。

　　“我們的目標是培養(yǎng)一批在生物與信息融合領域具備設計、制造、研發(fā)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(yè)發(fā)展的卓越工程師和科學家。”許敏鵬說。

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