在科技飞速发展的今天，脑机接口技术正逐渐从科幻走向现实，为人类生活带来前所未有的变革。其中，作为“杭州六小龙”之一的强脑科技，凭借其在非侵入式脑机接口领域的深耕，为肢体残疾人和机器人领域带来了全新的可能性。

据第六次全国人口普查数据显示，我国肢体残疾人达2472万，占总残疾人数量的29%，是所有残疾种类中占比最大的群体。

强脑科技与马斯克的Neuralink是全球唯二融资超3亿美元的脑机接口企业。从2015年成立开始，强脑科技仅用了7年时间，便实现全球首个便携式高精度脑机接口产品10万台量产，突破了消费级脑机接口设备的工程和技术难题，成为全球脑机接口领域的领军企业之一。

从2024年开始，强脑科技研发适配人形机器人和机械臂的灵巧手，尝试进入具身智能领域。从为肢体残疾人重塑肢体，到为机器人提供关键零部件，强脑科技秉持着科技向善的理念，试图刷新公众对“科技助残”以及“人机交互”的认知。

强脑科技团队成立初期，一位来自麻省理工学院的成员因学校实验事故失去了右手，当时团队已经在底层的脑机接口技术上有了一定的积累，所以都希望为他做一只可以随心而动的“手”。

令人遗憾的是，当强脑科技团队开始深入调研残疾人和辅具市场时，发现面对全球这一庞大群体，却没有一款义肢能够满足他们对补偿手部精细功能的需求。在参加国际消费类电子产品展览会（以下简称CES）期间，团队看到了许多残障人士，他们对一款灵巧的智能假肢需求强烈。于是，强脑科技的智能仿生手项目应运而生。

相关研究指出，假肢手灵巧功能的重建与感觉信号和控制信号的闭环流动是密切相关的。感觉反馈的缺失是传统商业假肢手弃用率超过40%的主要原因之一。早期有研究人员发现，轻轻按压上臂截肢者截肢残端附近的区域时，截肢者可以重新感受到缺失的手部，该区域被称为手指投影区域。

从概念到原型，强脑科技花费了5年时间，如何采用非侵入式脑机接口技术实现运动意图的识别是它们面临的最大挑战。这不仅需要考虑如何设计电极以获得稳定可靠的信号，还需要让算法能够从信号中捕捉到运动意图对应的典型特征。

强脑科技智能仿生业务负责人向《商学院》杂志表示，采用非侵入式脑机接口技术分为两点，第一是信号采集，人类不管是表面的神经电肌电还是脑电，非侵入式采集电信号都非常微弱，噪音也多，如何采集得更精准是关键，强脑科技自主研发的电极材料解决了这一问题，这是核心技术之一。第二是基于采集到的多通道信号，进行人工智能算法分析，让它能够“倒推”人的运动意图，让仿生手根据大脑的意图做出相应的动作。

通过这两者的结合，强脑科技采用非侵入式生物电感应电极，检测使用者皮下肌电神经电信号，并精细识别每根手指的运动意图，使上臂截肢用户能够像控制自己原生手一样，精确控制五根手指的运动速度和位置，做出无限多样的手势表达。这是区别于传统仿生假肢最大的不同，传统假肢产品通过开关切换控制，操控假肢就像操控复杂的机械一样，需要学习和记忆切换这些开关的顺序，而强脑科技把人的意图信号进行了细致地分解，大大提高了机械手的灵活度。

此外，其他脑机接口产品的应用拓展离不开新式电极材料固态凝胶电极的研发，该材料可以与皮肤形成良好的接触界面，在不需涂抹导电膏的情况下获得低接触阻抗，以采集高质量的脑电信号。这使强脑科技攻克了脑电信号采集的难题，精准度达到了医疗级脑电设备的95%以上。

据了解，目前强脑科技智能仿生手已推出“标准”与“高端”两个版本，两者的区别在于标准版是2个通道的电极采集，用户只能使用人体动作频率最高的24种手势，而高端版是8个电极通道的电极采集，可以实现每根手指的独立运动。大部分肢残人士会优先使用高端版，实现五指直觉独立控制，但一些由于电击或者烧伤等原因导致用户神经信号比较微弱的，也可以选择穿戴标准版。

2019年，强脑科技智能仿生手产品获得CES创新大奖；同年12月，该款产品被《时代》杂志评为年度百大最佳发明，并成为第一款登上《时代》周刊封面的智能仿生手。2020年，智能仿生手实现量产，这也是全球首款实现直觉神经控制的量产智能义肢。

人手的自然运动非常复杂，每个人的运动习惯都存在着个性化差异。强脑科技的智能仿生手通过置于接受腔内的电极，捕获来自用户残留肢体的神经电肌肉电信号，在进行AI算法解析后，转化为仿生手的动作，从而达成直观的控制感。个性化的识别模型是满足个体差异需求的关键。

强脑科技智能仿生业务负责人表示，每个人都有云端训练的定制模型，根据用户的使用状态不断完善，比如使用一段时间后信号质量更好，那么云端就可以重新训练，甚至越用越好用。通过录入用户试图控制仿生手时的神经肌肉活动信息，机器学习算法便能掌握用户的神经肌肉活动特点，生成个性化的识别模型。

传统假肢手接受腔采用石膏成型工艺，残肢形状匹配度与制作老师技术相关，技术不好会导致佩戴不舒适，加之传统商用假肢手操控困难，导致传统商用假肢手弃用率高，造成资源浪费。强脑科技实现接受腔数字化适配，突破传统假肢的适配方式，改善了仿生手弃用难题。

具体来看，其采用数字化适配技术，3D扫描-打印工艺进行仿生手的快速适配，使用户残肢与打印的接受腔100%贴合。此外，材料选择多元化实现了产品的质量更轻、结构更加强韧。同时，外观设计做到了轻薄透气，解决了传统接受腔封闭、闷且易出汗的问题。这些都提升了仿生手日常生活的实用性和使用者对仿生手的接纳程度，降低仿生手弃用率。

智能仿生业务负责人透露，目前，强脑科技智能仿生手和仿生腿的市面价格只有进口品牌同类产品的五分之一到七分之一。为了让更多肢残人士能够享受到先进技术带来的便利，强脑科技还在推动公益项目的开展。作为产品、技术支持方，强脑科技计划为1000名浙江省截肢市民免费安装仿生腿，截至发稿，已触及300多名用户。

强脑科技智能仿生业务负责人指出，由于每个人的肌电、神经电信号不一样，受伤原因也不一样，因此导致每个人的训练时长有较大区别，刚截肢不久且肌肉尚未萎缩的用户，3—5天时间就可以很好掌控。对于几十年没有穿戴过仿生手、肌肉萎缩的用户，适应时间可能会长一些，这也是助其康复的过程，整个残肢的健康状态会有显著提高。

在2023年第4届亚洲残疾人运动会开幕仪式上，中国代表团游泳队的徐佳玲作为最后一棒火炬手登场，她佩戴的就是强脑科技的智能仿生手。据了解，强脑科技团队初次接触到徐佳玲后，发现她的残肢比较短，且由于多年未使用，产生了一定的肌肉萎缩，传统的接受腔对她来说比较重，穿戴体验感较差。因此，强脑科技为她重新“私人订制”了接受腔。

工程师团队透露，“一般用户只需要花几个小时与仿生手进行初次匹配，之后磨合3—5天就能做到精准控制，但是徐佳玲因为残肢的受力问题，需要更多时间，所以我们集训了超过半个月，每天陪她训练三四十分钟，过程中针对性地调整手指灵敏度、信号强度以及手指力量，让她能达到一个最舒适的状态。”

2024年初，强脑科技开始研发适配人形机器人和机械臂的灵巧手，以赋能人形机器人挖掘更多服务场景和应用。

智能仿生业务负责人表示，一方面是团队感知到了具身智能的发展前景，另一方面是客户有需求。此外，我们已有的宝贵数据和经验可以很好地复制到灵巧手领域，这是很重要的原因。

灵巧手作为人形机器人重要的末端执行器，是人形机器人迈向通用化最核心的技术之一。根据驱动方式，灵巧手可以分为柔性驱动和刚性驱动两大类。柔性驱动包括气动型、液压驱动型和肌腱驱动型，主要通过柔性元件（如气动或液压管道、肌腱）来传递力量，实现手指的弯曲和伸展。刚性驱动包括齿轮连杆驱动型、连杆驱动型和关节电机驱动型，主要通过刚性机械结构（如齿轮、连杆）或电动机直接驱动手指运动。

灵巧手驱动电机主要包含空心杯电机、无刷有齿槽电机。由于生产难度系数更高，同级别空心杯电机是普通电机价格的10倍。目前，强脑科技智能仿生灵巧手采用空心杯电机驱动，其空心杯电机采用无铁芯转子，消除了由于铁芯形成涡流而造成的电能损耗，因此效率更高，转动惯量小，易于控制，为其产品的稳定性和高负载能力提供了坚实的基础。

强脑科技智能仿生灵巧手单手抓握力高达6公斤，承载能力可达30公斤。高负载/承重能力一方面取决于灵巧手的强韧坚固的本体材料，另一方面取决于能够实现自锁的机械结构，蜗轮蜗杆加连杆的机械结构赋予灵巧手高度的负载能力。

ICT行业独立分析师孙永杰向《商学院》杂志表示，脑机接口主要是通过设备和技术把人的大脑和外部直接进行相连，相关的操作是通过大脑外部捕捉信号，经由传感器和算法转换成对于智能仿生手的操作。而人形机器人中的灵巧手，则完全是通过自身的传感器和算法来实现操作。

强脑科技智能仿生业务负责人指出，从仿生手到灵巧手，软件层面，强脑科技开放了机器人和机械臂的接口，可以通过后台软件来控制；硬件层面，2024年上半年及以前，灵巧手还是人形机器人的选配，随着灵巧操作需求的提升，逐步成为标配。据预测，随着具身智能操作反馈需求的提升，灵巧手触觉感知要求也将会进一步提升。

基于此种需求推动，强脑科技于2024年8月底推出了多模态触觉版灵巧手，搭载“TS-F+多模态触觉传感器”，能够实现更高灵敏度（力分辨率最高可达0.01N）、独有材质识别能力（可识别30多种不同材质）、空间感知维度（感知距离可达≥2cm），对柔性、易碎物品自适应力抓取，同时能精准完成握笔、倒水、抓鸡蛋等精细工作任务。

智能仿生业务负责人指出，一般灵巧手有四个核心技术参数，即灵活度、操作精度、控制速度以及触觉感知。从生物学角度看，人类手指有20个自由度，手腕有7个自由度，整个人手是有27个自由度。目前市面上的灵巧手产品主要分两类，一类具有6个自由度，优势在于稳定性和成本效益较高，很多头部企业已实现量产；另一类则有更多的自由度，如特斯拉“擎天柱”的手具有22个自由度，代表了未来灵巧手的发展方向，更加灵巧柔性操作，期待尽快实现量产并稳定应用。

孙永杰指出，在技术方面，因为体积的限制（尽量与人手大小一致），需要相当高的集成度（包括传感器、电机及其他部件），仅就主要的电机和传感器而言就存在挑战，例如电机、传感器的小型化，甚至是微型化。除了硬件外，传感器等会实时产生大量的相关感知和交互数据，而这些数据与操作形成闭环才能实现精准控制和操作，同时还要辅以数据训练，这又涉及到机器学习、人工智能等领域的技术，需要将训练数据有效地整合到控制算法中，最终才能实现精准反馈与控制。

成本方面，目前灵巧手大约占到整个人形机器人的15%～20%左右，这意味着自由度越高，成本也越高。鉴于现在还处在人形机器人的早期，离全面商业化尚有距离，所以并非所有相关企业都能或者愿意前期投入巨额成本。

据了解，强脑科技每年最大的投入来自研发，目前仍处于大量投入阶段。除了上述提到的主要产品外，强脑科技还基于脑机接口技术研发出脑机智能安睡仪、脑机接口专注力训练系统、舒压助眠系统等产品线，均已实现量产并投入市场。

智能仿生业务负责人提到，具身智能行业尚处于初期，需要生态链上下游紧密协同，形成合力，共同促进具身智能行业的发展。以灵巧手为例，其发展深度依靠于上下游生态伙伴的共同发展。一方面，人形机器人和机械臂的更多场景应用，将为灵巧手的落地带来更广泛空间；另一方面，电机、传感器等关键零部件的性能和成本优化，也将为灵巧手更稳定、更灵巧操作提供坚实基础。

相关报道显示，截至目前，中国已经有包括高校、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。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。

未来人工智能与脑机科技的融合应用离不开学科交叉型人才的培养，跨学科复合人才缺口大，企业和学校需要进一步联合，借助更多前沿技术研发力量的牵引和技术落地产业化的反哺，把多种学科培育糅合起来，才能真正培养出适应产业发展的复合型人才。

2024年9月，强脑科技与华为、中软国际教育科技集团共同签署了神经电信号AI创新&实训中心领域合作协议，在培育脑机接口行业人才和科创研究领域展开全面合作。12月，强脑科技还与浙江大学信息技术中心共同成立“智云x强脑脑机创新实践中心”，构建“产、学、研、赛”四位一体的人才培养模式，赋能普通高校及职业技术院校脑科学与人工智能实训中心建设。

在孙永杰看来，脑机接口技术中的智能仿生手是人类手的替代，而灵巧手则更像是对于人类手的模仿。两者的共性在于，最终目的都是要部分甚至全部替代人类手。（本文图片由受访者提供）

来源 | 2025年2&3月合刊