近日,工业和信息化部、国家发展改革委等七部门联合印发《关于推动脑机接口产业创新发展的实施意见》,标志着这项被誉为“未来产业”的颠覆性技术已从实验室概念走向国家战略,同时预示着中国脑机接口技术正迎来前所未有的发展机遇。
众所周知,人类的大脑类似一台复杂而精密的机器,拥有超过800亿个神经元和强大的信息处理能力。而脑机接口技术,正是在大脑与外部设备之间建立起一条直接的信息通路,通过采集、分析和解码大脑信号,实现意念对机器的控制,或将外部信息反馈给大脑。
目前这项技术分为侵入式、半侵入式和非侵入式三类。其中侵入式通过手术将电极植入大脑皮层,虽然信号质量高但手术风险大;半侵入式将电极放置在颅骨表面,兼顾信号质量与安全性;非侵入式则利用脑电图等外部设备采集信号,安全性高但信号质量相对较低。
具体到我国在上述技术领域的发展,非侵入式脑机接口领域已在若干方向具备领先优势。例如,天津大学与清华大学在无创演进脑机接口上取得突破,成功开发出国际首个“双环路”系统解决方案。
此外,在相关的核心器件自主研发方面,我国也取得了进展。比如上海“脑虎科技”推出256通道柔性植入式电极阵列,已在运动与汉语神经解码中完成验证;部分科研团队与企业联合研发的“北脑一号”半侵入式无线脑机芯片,已完成多例人体试验,计划进一步扩展临床应用。更关键的是国内已初步形成从核心部件到终端应用的产业链条,一批“专精特新”企业快速成长。中国信通院统计数据显示,目前中国脑机接口产业中的相关企业已接近350家。
尽管政策利好且市场潜力巨大,但中国脑机接口产业在发展中仍面临诸多现实挑战,主要体现在硬件基础薄弱、亟待商业化落地以及相关人才缺失等。
以最为核心的硬件为例,国内在诸如微电极阵列、采集系统以及专用芯片等方面尚没有成熟的产品。而侵入式技术路线普遍存在安全问题,包括植入设备的生物相容性、手术风险及术后免疫反应等,至于非侵入式技术路线则面临信噪比低、空间分辨率不足等难题。
基于此,笔者认为,中国脑机接口产业应在国家政策的指引下,从硬件、软件和产业生态三个维度协同发力,加速产业化进程。
例如在硬件方面,加大对微电极阵列、编解码专用芯片、高精度传感器等核心硬件的研发投入。与此同时,鼓励“产学研”合作,通过技术攻关,降低核心部件对国外进口的依赖,提升自给率。
而在软件方面,应开发高效算法平台,包括建立国家级的脑电信号处理、模式识别和机器学习算法库,并鼓励企业和科研机构基于此平台进行创新,以有效降低技术研发门槛,加速应用创新。同时应积极建立面向脑机接口应用的开源软件社区,提供标准化的开发框架和工具,吸引更多开发者参与,形成良性循环,推动技术迭代。
至于生态层面,应搭建政府主导的产业创新平台,促进高校、科研机构和企业之间的深度合作;通过设立专项基金、提供政策扶持等方式,将科研成果快速转化为商业化产品,打通从实验室到市场的“最后一公里”。
需要说明的是,在加速产业化的同时,我们还应加强伦理规范和法律法规建设,明确数据安全、隐私保护与技术应用的边界。
公开数据显示,2024年中国脑机接口市场规模为32亿元,预计到2028年将达到61.4亿元,可谓市场前景广阔,而我们能否在拓展市场的过程中,不断克服挑战,并形成自主的核心竞争力才是关键。
*本篇刊载于《通信世界》2025年8月25日*
第15期 总974期
原文标题:《中国脑机接口应打造自主核心竞争力》