脳卒中後の片麻痺の高齢者が「思考」でロボットアームを制御し自主的に食事を摂る。上肢機能障害の患者が「運動イメージ」で外骨格を駆動しリハビリ訓練を行う——これらはSFの情景ではなく、常州大学「ブレインマシンインターフェイスとマシンインテリジェンス」チームがブレインマシンインターフェイス技術で実現しつつある光景である。

　「自主的な食事」と「能動的なリハビリテーション」という二つの現実的なニーズをターゲットに、同チームは既にインテリジェント食事支援ロボットシステムとブレインマシンインターフェースを用いた上肢能動リハビリテーション訓練システムを開発した。現在、両方の成果は実験室プロトタイプから産業化へ推進する重要な段階にある。

「インテリジェント食事支援ロボットは、主に高齢者施設、地域デイケアセンター、障害者リハビリ施設における要介護者向けに設計されています。」と、チーム責任者の鄒凌氏は、従来の手作業による摂食支援は高強度のケアに依存しており、効率と体験の質が保証されにくいと説明した。チームが開発したシステムは、利用者の「食事をしたい」という脳波信号を捕捉し、その意図を解析することで、ロボットアームを制御し、識別・食事の取り出し・摂食支援といった一連の動作を実行し、思考を具体的な行動へと変換する。

　説明によると、「思考で食事を制御する」技術を実現するには、三つの難関を克服する必要がある――第一に、日常の複雑な環境下で微弱な「摂食意図」脳波信号を安定して収集し、正確に解析すること。第二に、マシンビジョンで利用者の口元をリアルタイムに特定し、ロボットアームと連携して滑らかで安全、かつ食べこぼしのない摂食動作を実現すること。第三に、システムに一定の適応能力を持たせ、異なる利用者の身体条件や習慣的嗜好に対応できるようにすることである。このシステムのプロトタイプは既に主要性能指標を達成している――脳波信号に基づく食事選択の正確性は80%を超え、口元の視覚認識精度は90%以上、単回の摂食プロセスは5秒以内に完了可能である。この成果は現在、関連する高齢者介護・リハビリ施設と協議し、試験的導入を進めている。

　ブレインマシンインターフェース上肢能動的リハビリテーションシステムは、脳卒中後の片麻痺や脊髄損傷などによる上肢運動機能障害の患者を主な対象としている。このシステムは、患者が「運動イメージ」を行う際に発生する脳波信号を解読することで、外骨格を駆動し、把持や伸展などのリハビリ動作を支援する。これにより、受動的な訓練から「意思主導」の能動的リハビリへと転換する。現在、このシステムは「収集―デコード―実行」の全プロセスにおける自主開発を完了し、臨床検証を実施中である。

　技術的突破の背景には、常州大学チームが20年以上にわたり神経工学や機械知能などの学際分野で培ってきた蓄積がある。チームのコアメンバーは、マイクロエレクトロニクス、コンピュータ、機械、医学・健康工学などの学部から集結し、学際的な融合と合理的な階層構成を備えた人材チームを形成している。

　近年、同チームは「具身智能とインタラクション国際共同実験室」などのプラットフォームを基盤に、常州市第一人民医院、常州市第二人民医院、徳安医院、銭璟リハビリテーション、博睿康科技（Neuracle）などの臨床機関や企業と緊密に連携し、国内初の民生向けブレインマシンインターフェイスシステム（BMI）団体規格を含む7つの国家規格及び団体規格の策定に参加した。