image: Featuring a compact, transparent structure and excellent breathability, this patch can accurately capture EEG signals behind the ear, and is applicable to mental fatigue detection, human-computer interaction control, and other scenarios.
Credit: ©Science China Press
多年来，脑机接口一直给人一种科幻电影产物的感觉——要么需要侵入式脑部手术，要么就得佩戴笨重且不舒适、还涂满凌乱凝胶的“泳帽式”设备。近日，来自北京理工大学和北京航空航天大学的研究团队开发出一种藏在耳后的“意念贴片”，打破了这一僵局。这种“耳-机交互贴片”具有小巧、透明且透气性良好的特点，可舒适佩戴在耳后以捕捉大脑信号。传统脑机接口设备的调试往往需要耗时一小时，而这款贴片的使用便捷度堪比创可贴。
为什么它是突破性的？
这款贴片的奥秘在于一种名为 “MXene” 的纳米级“神奇材料”。这种材料的导电性能是传统电极的数倍， 即使在运动出汗或长时间佩戴的情况下， 也能精准捕捉大脑发出的微弱电波。此外，它具备极佳的透气性和抗菌性，即使连续佩戴10小时也依然舒适、不过敏。
从监测困倦到意念驾驶
为验证这款贴片的性能，研究团队开展了两项核心测试：
1.疲劳监测测试
研究人员让志愿者完成一项时长65分钟的高强度脑力任务，同时利用贴片对其进行监测。结果显示，该设备识别人体从“清醒状态”到“疲劳状态”变化的准确率超过90%。未来，这项技术有望通过及时预警困倦的驾驶员或飞行员，从而有效预防事故的发生。
2.意念操控测试
在另一项更具未来感的演示实验中，受试者借助这款贴片实现了对无人驾驶车辆的操控。受试者只需注视屏幕上闪烁的灯光，贴片就能捕捉并解读大脑的反应信号，并将其转化为“左转”、“直行”等操控指令。测试数据显示，该系统的操控准确率高达93.5%，可媲美体积更大的专业级脑机接口设备。
告别 “负重” 的未来
研究人员认为，这款 “零负担” 设计的设备，正是推动脑监测技术走出实验室、走进日常生活的关键桥梁。无论是助力瘫痪患者更顺畅地实现交流，还是为智能手机、智能家居打造更具沉浸感的交互方式，未来的人机互联，或许就寄托于这片小小的耳后贴片。
该项研究由北京理工大学与北京航空航天大学的团队联合主导，研究项目得到了国家自然科学基金的支持，聚焦于交叉学科、集成电路与神经科学的交叉领域。