图为天津大学科研人员正在对脑机接口外骨骼机器人开展功能测试。受访者供图
“我国脑机接口正处于创新突破和应用拓展的关键时期，亟须自主培养一批具备多元化能力的复合型人才，为脑机接口领域的蓬勃发展注入强劲动力。”近日，天津大学副校长、医学部执行主任明东在接受科技日报记者采访时表示，天津大学不久前迎来我国脑机接口专业方向首批本科生。这不仅是对国家重大战略需求的积极响应，更促进了这一领域的技术创新与应用。
为何设置脑机接口专业方向？脑机接口专业方向学什么，主要培养哪方面人才？带着这些问题，记者来到天津大学进行探访。
面临人才缺口
天津大学神经工程团队研发的“灵犀指”系统是一种无创脑机接口康复系统，目前已在天津市环湖医院历经半年多的临床验证。利用该系统，患者只要佩戴上脑电帽就能通过读取脑电信息来操控机器手指，加速了患者的康复进度。这体现了脑机接口技术在医疗领域的巨大潜力。
脑机接口技术旨在搭建大脑与外部设备之间的直接沟通桥梁。这项技术的应用领域远不止于医疗，它将彻底改变人类与数字世界互动的方式，并在医疗、教育、娱乐等多个领域带来革命性的变革。
“随着生命科学的迅猛发展，新一轮科技革命和产业变革正在重构全球创新版图、重塑全球经济结构，以脑机接口、人工智能等为代表的新兴技术已成为国家重点关注和布局的突破口。”天津大学医工院副院长许敏鹏认为，脑机接口已成为全球科技竞争的制高点，是实现人机融合的必经之路，也是国家“四个面向”战略导向下新质生产力的典范。
根据全球市场研究供应商Acumen Research and Consulting预测，从2020年至2027年，全球脑机接口市场将以约13.8%的复合年增长率增长，预计到2027年市值将超过34.763亿美元。
而在今年初，工业和信息化部等七部门发布《关于推动未来产业创新发展的实施意见》，指出要打造脑机接口等在内的创新标志性产品，做强未来高端装备。这标志着我国脑机接口已进入创新突破和应用拓展关键期。
“截至目前，我国已经有包括高校、研究所、企业、医院等在内的200余家单位开展脑机接口业务，但我国脑机接口领域人才缺口近万人，预计到2030年，人才缺口将达到20万人。”许敏鹏说。
创新培养模式
“‘交叉融合’是这个专业方向最鲜明的特征。”许敏鹏介绍，脑机接口专业方向涵盖了医学、数学、物理、化学、计算机、电子、机械、材料、信息等多学科知识，课程中包含工程思维训练、脑机智能伦理等内容。
由于脑机接口涵盖信号采集、处理、控制反馈及系统应用等多个技术环节，因此，课程设置也相应地围绕这些环节展开，以确保学生能够系统学习、全面掌握相关专业知识。以信号采集为例，学生需要使用材料科学知识设计生物传感电极，需要运用电路知识设计放大器以增强微弱神经信号的可分析性，还需要机械相关知识进行信号采集系统的外观设计等。
此外，为了实现学生全面发展的目标，脑机接口专业方向还将围绕神经科学原理、传感材料与电子系统设计、脑机接口编解码技术、人因工程与神经工效等内容，构建厚基础、宽口径的核心课程体系。
同时，学校打造项目式课程或课程群，实施目标导向的模块化教学，并将根据学生职业规划方向，设置目标导向的模块化选修课程体系，为学生提供跨学科发展的广阔平台。
天津大学医学院副院长杨佳佳认为，脑机接口专业方向对教师队伍的素质与能力提出了更高要求。“教师应该具备跨学科背景、精通专业领域核心内容，并紧跟科技发展步伐，不断更新自身知识体系、丰富课堂教学内容，确保人才培养与时俱进。”杨佳佳说。
教学过程中，教师需要创新教学方法与模式，确保教学质量稳步提升。此外，良好的工程实践能力、跨界整合资源以及解决复杂工程问题的能力，也是教师不可或缺的技能与素养。
“我们通过辐射式学科布局、项目式课程体系、校企协同教学生态，努力打造学科融通、课程融通、科教融汇、产教融合的创新培养模式。”许敏鹏表示，“希望按照这种模式培养的学生，能把握世界科技前沿并结合国家需求，具备跨学科的知识储备和综合素质，推动脑机接口技术的创新与应用。”
就业前景广阔
天津大学在脑机接口技术领域长期保持国际领先地位，相关专业方向优势显著。脑机接口专业方向由天津大学未来技术学院与医学院共同建立，汇聚天津大学医学部、电气自动化与信息工程学院、微电子学院、智能与计算学部、数学学院以及材料科学与工程学院等多方优质资源。
“我们集聚国内顶尖脑机接口研究团队，形成了涵盖脑机交互基础理论、器件系统开发、转化应用全链条的跨学科科研与教学体系，为脑机接口专业方向教学与研究奠定了坚实基础。”许敏鹏说。
在招生方面，脑机接口专业方向采取入校后二次选拔机制，面向全校新生开放报名。经过综合测试、专家面试等环节的严格筛选，最终择优录取20名新生进入该专业方向学习。
“选拔过程中，我们不仅关注学生数学、物理及相关竞赛的成绩，更重视他们自主学习、解决问题、创新创造、沟通协作等方面的能力以及批判性思维、团队合作等综合素质。”杨佳佳说。
许敏鹏表示，未来，随着脑机接口技术的不断发展，该专业方向毕业生将拥有更加广阔的就业前景。他们可以在脑机接口、医疗器械、人工智能、智能控制等相关企业或研发机构从事脑机接口产品的开发、设计、测试、生产等工作，或在大型综合性医院或医疗机构，从事医学康复、仪器维护等相关工作，也可在科研院所或高校从事教学、科研或者管理工作，甚至可以在政府机关从事与专业相关的政策规划、标准制定、质量监管和社会服务等工作。
“我们的目标是培养一批在生物与信息融合领域具备设计、制造、研发未来生物智能电子接口能力，引领脑机交互技术进步与产业发展的卓越工程师和科学家。”许敏鹏说。
（记者 陈 曦）