中国“脑机接口”飞天！天津大学团队深耕脑机接口，赋能中国空间站航天科研

近日，国家太空实验室内，神二十三乘组朱杨柱、张志远、黎家盈在轨将满两个月，他们在空间科学实（试）验、空间站组合体平台照料、自身健康管理等方面，系统开展了多项工作。

在航天医学实验领域，在轨脑电测试研究相关实验进展顺利。神二十三乘组利用脑电采集设备、VR眼镜等，开展弱刺激脑机、微重力直觉物理、空间合作编码及调控等多项实验测试，地面科研人员将依托下行数据开展后续研究。

说到航空航天领域的脑机接口，这里得介绍一下天津大学脑机海河实验室团队：

作为国内率先布局脑机接口领域的核心科研团队，天津大学脑机海河实验室团队依托神经工程与人工智能深度交叉融合的特色学科优势，携手中国航天员科研训练中心开展长期联合攻关，实现了从首次太空脑机实验到五代在轨系统迭代的全链条技术突破，为我国载人航天工程提供了关键技术支撑。

天大脑机海河实验室团队在航空航天领域的发展历程

一、里程碑式突破：人类首次太空脑机接口实验（2016 年）

2016 年 10 月 21 日，在天宫二号空间实验室与神舟十一号载人飞行任务中，天津大学神经工程团队联合中国航天员中心成功开展了人类历史上首次太空脑机交互实验。

该校的两项科技成果：世界首套在轨脑-机交互及脑力负荷、视功能等神经工效测试系统和航天员专用“赋型缓冲减振坐垫”也随着天宫二号和“神十一”的顺利升空，在太空中完成自己的历史使命。

二、技术迭代：五代空间站在轨脑机交互系统

截至 2026 年 1 月，天大团队已设计开发五代空间站在轨脑机交互系统，从第一代的首套在轨试验验证系统，到第二到四代的空间站配套迭代系列，再到五代实用化全功能版本，实现了从技术验证到实用化的跨越。

五代系统核心技术优势：

突破太空辐射、微重力等环境干扰难题，构建从器件、芯片到算法的全链条自主技术体系。

核心部件国产化率7成以上，系统可实时解码航天员脑电信号，精准识别疲劳状态与情绪波动。

无需手动操作即可完成指令传输，使太空任务效能提升超3成。

成为全球首个通过太空极端环境验证的实用化脑机接口系统。

三、关键技术与平台建设

世界首套在轨脑 - 机交互操作系统平台：提供标准化的脑机交互接口与协议，支持多设备协同工作。

航天专用脑电解码技术：针对失重、噪声、情绪等太空环境因素优化，实现高识别度、高稳定性的自适应分类。

航天员效能增强系统：实时监测航天员功能状态与情绪状态，为医学与人因保障提供数据支撑。

轻量化设计：满足空间站对设备重量、体积、功耗的严格约束，适配航天服穿戴环境。

四、应用成效与未来规划

应用成效：

技术入选中国空间站首批科学研究与应用进展。

已在多次载人飞行任务中落地应用，为我国载人航天工程新一代医学与人因保障系统提供关键技术支撑。

为航天员着服后操纵能力受限、认知能力下降等问题提供创新解决方案。

未来规划：

在轨可穿戴脑机接口装备研发，实现空间站机械臂脑机操控等特殊场景应用示范。

进一步提升系统性能，拓展至深空探测任务，为长期载人航天提供更全面的神经工效保障。

推动脑机接口与人工智能、大模型深度融合，实现更复杂的太空任务自主决策与执行。

五、技术延伸：脑控无人机与航空应用

自主研制连续实时脑控无人机系统，最多支持12 指令连续脑控，首次实现四自由度连续实时脑控，解码延迟缩短至0.4s。

开发 “双环路” 脑机接口系统，通过忆阻器神经形态器件实现更高精度、更低能耗的脑机交互，可应用于无人机、有人机等航空平台操控。