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▶一种基于MXene电极的8通道耳-机接口（ECI）贴片，具有超软、透气、无创、生物相容性好的核心优势
▶疲劳检测平均分类准确率达90.5%，4目标SSVEP脑机接口在线任务准确率达93.5%（与商用设备相当）
▶为临床级脑机接口与消费电子的结合提供了新方案，推动神经科学与可穿戴工程的跨学科融合
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脑机接口（BCI）技术被视为重塑人机交互的核心方向，现有技术却存在明显短板：以Neuralink为代表的侵入式芯片虽能为瘫痪患者带来自主行动能力，但手术风险、感染隐患使其难以适用于健康人群；传统非侵入式脑电图（EEG）帽则依赖粘性凝胶固定，安装耗时30-60分钟，信号易随使用时间衰减，且复杂结构限制用户活动。
近日，可穿戴脑电图设备作为无创脑机接口的敲门砖而备受关注。除了常见的脑电头环以外，因具有隐蔽性强、佩戴舒适、设置简便、抗干扰性好、适合长期监测等优势，基于耳的脑电采集平台也逐渐走进人们视野。
去年，国内企业脑韵科技发布了一款仅6克的入耳式脑电耳机，日本CyberneX公司也发布了一款粘贴式耳脑电仪；美国Naox公司的入耳式脑电图系统最近甚至获得了FDA的510（k）批准，耳-脑电图（Ear-EEG）及耳-机接口（Ear-BCI）的临床研究价值和商业价值不断受到验证和认可。
但当前入耳式设备仍面临耳道毛发干扰、佩戴不适、阻抗升高问题，一些耳后式设备则受限于电极材料、生物相容性、小型化与信号质量的平衡等挑战，长期以来制约着技术的普及。
近日，北京理工大学联合北京航空航天大学的科研团队在国际权威期刊《Science Bulletin》发表重磅研究成果，推出一款基于MXene材料的超软、透气多通道耳-机接口（ECI）贴片。这款佩戴于耳后的非侵入式设备，成功解决了传统脑机接口（BCI）穿戴不便、信号失真或有侵入风险的痛点，在疲劳监测和智能设备控制中实现超高准确率，为脑机接口技术从临床级应用走向消费电子领域开辟了新路径。
科研团队创新提出将电极部署于耳后区域——这一部位毛发少、靠近大脑皮层、机械稳定性强，是理想的脑电信号采集位点。团队采用Ti₃C₂Tₓ MXene这一新型二维材料作为电极核心，该材料兼具20000 S/cm的超高导电性（远超石墨烯电极）、良好的亲水性和生物相容性，表面丰富的含氧官能团能有效降低电极与皮肤的接触阻抗。
通过直接注射印刷工艺，将MXene电极与Ag导体、PDMS绝缘层集成于超薄医用透气薄膜上，最终制成的ECI贴片厚度仅188.3微米，重量轻、透明度高，可紧密贴合不同个体的耳后轮廓，即使在跑步等剧烈运动中也不会脱落。
这款8通道ECI贴片在性能测试中表现亮眼：连续佩戴10小时仍能稳定采集脑电信号，透气性达373.0 cm³/(m²·天)，远超商用耳电极，且对皮肤无刺激、抗菌率达51%，解决了长期佩戴的安全隐患。
多种任务测试与ECI图示 ©Science Bulletin
在疲劳监测实验中，通过分析受试者执行65分钟认知任务时的脑电信号，ECI贴片对疲劳状态的分类准确率高达90.5%，为驾驶员、高空作业人员等群体的安全监测提供了新方案。
在稳态视觉诱发电位（SSVEP）脑机接口实验中，该设备实现了4目标离线识别与在线无人车控制，其中在线简单路线任务准确率达93.5%，与商用EEG帽性能相当，复杂路线任务也成功完成3次，验证了其在实际场景中的可靠性。
耳-机接口（ECI）贴片核心突破是解决了穿戴性、信号保真度与多功能性的三角困境。ECI贴片的轻薄、透气、生物相容的设计满足了日常穿戴需求；在疲劳检测中90.5%的平均分类准确率，以及SSVEP脑机接口应用中与商用设备相当的控制精度。这不仅证明了其技术可行性，更搭建了临床级脑机接口与消费电子之间的桥梁。
ECI贴片无需导电凝胶，无需手术植入、以及高信噪比的脑电信号捕获，不仅让脑机接口变得“隐形”且舒适，更在疲劳监测、智能设备控制等场景中展现出实用价值。这一技术有望推动神经科学与可穿戴工程的跨学科融合，成为无创脑机交互领域的富有潜力和竞争力的技术路径之一。
标题：An ultrasoft, breathable, and multichannel ear-computer interface patch
DOI：https://doi.org/10.1016/j.scib.2025.12.042
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