工業(yè)和信息化部等7部門日前聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于推動腦機接口產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的實施意見》,提出兩步走目標:到2027年電極、芯片和整機產(chǎn)品性能達到國際先進水平,到2030年產(chǎn)業(yè)綜合實力邁入世界前列。作為未來產(chǎn)業(yè)的熱門賽道之一,腦機接口迎來“發(fā)展路線圖”。目前江蘇腦機接口產(chǎn)業(yè)有何新進展?
腦機接口,是在大腦與機器之間建立一條信息通道,收集大腦信號,并讓機器讀懂,從而讓兩者之間實現(xiàn)協(xié)同交流與互動。一方面,腦機接口是生命科學(xué)與信息科學(xué)融合發(fā)展的前沿技術(shù),可帶動多領(lǐng)域技術(shù)突破,助力我國搶占科技競爭制高點。另一方面,腦機接口在醫(yī)療健康領(lǐng)域可輔助治療腦部疾病,助力康復(fù),契合民生需求;在工業(yè)制造、生活消費等領(lǐng)域能開拓新應(yīng)用,培育新增長點,加快形成新質(zhì)生產(chǎn)力。
揚子晚報/紫牛新聞記者了解到,江蘇省近期在腦機接口領(lǐng)域取得多項突破性進展。7月22日,腦機接口產(chǎn)業(yè)培育大會在南京召開。會上發(fā)布《南京市推進腦機接口產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新突破行動方案(2025-2030)(征求意見稿)》(以下簡稱《行動方案》)、“江蘇省腦機接口共性創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)服務(wù)平臺”等政策和平臺,南京大學(xué)腦機接口研究院、江蘇腦機接口研究院揭牌,南京市腦機接口創(chuàng)新聯(lián)合體授牌,江蘇省腦機接口產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟啟動,一批重要成果問世,一批產(chǎn)業(yè)項目簽約落地,傳遞出南京競逐腦機接口產(chǎn)業(yè)的強烈信號和決心。
來源:官網(wǎng)截圖
《行動方案》明確提出2027年和2030年發(fā)展目標,即打造腦機接口領(lǐng)域科研和轉(zhuǎn)化高地、產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新高地。具體來看,在技術(shù)突破、平臺打造、企業(yè)培育、臨床研究、場景建設(shè)、生態(tài)構(gòu)建六個方面部署了15項重點任務(wù),加強組織領(lǐng)導(dǎo)、提升服務(wù)能力、推動開放合作、強化安全監(jiān)管4項保障措施。
目前,南京正通過打造技術(shù)研發(fā)、共性化服務(wù)、成果轉(zhuǎn)化三類平臺和兩大研究院,大力激發(fā)源頭創(chuàng)新活力。其中,南京大學(xué)腦機接口研究院聚焦高校資源端,由南京大學(xué)牽頭共建,將整合校內(nèi)資源,開展校地聯(lián)動,加快推進多學(xué)科交叉融合,強化腦機接口應(yīng)用基礎(chǔ)研究和關(guān)鍵核心技術(shù)突破。臨床資源端,江蘇腦機接口研究院由江蘇省人民醫(yī)院牽頭共建,聚焦臨床研究、檢驗檢測、成果轉(zhuǎn)化,推動腦機接口技術(shù)臨床轉(zhuǎn)化與產(chǎn)業(yè)化。
我國發(fā)展腦機接口產(chǎn)業(yè)具有多重優(yōu)勢。從技術(shù)看,在非侵入式腦機接口等領(lǐng)域,我國居于領(lǐng)先地位。從產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)看,我國已形成從核心部件到終端應(yīng)用的初步鏈條,一批專精特新企業(yè)快速成長。從市場需求看,我國老齡化帶來的醫(yī)療康復(fù)需求以及工業(yè)智能化升級等場景,為技術(shù)落地提供了廣闊空間。當前,我國腦機接口創(chuàng)新成果持續(xù)涌現(xiàn),產(chǎn)業(yè)加速壯大,正孕育顛覆性突破,已成為科技創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新深度融合的重要領(lǐng)域。公開數(shù)據(jù)顯示,2024年中國腦機接口市場規(guī)模為32.0億元,預(yù)計到2028年將達61.4億元。
發(fā)展腦機接口產(chǎn)業(yè),基礎(chǔ)軟硬件都不能少。其中,硬件就像腦機接口的“身體”。比如,想要捕捉大腦的信號靠的是電極,當前主要有兩種方式,分別是采用植入式電極和非植入式電極。非植入式電極捕捉信號較粗略,但安全方便,適合簡單場景;植入式電極捕捉信號精準,但有手術(shù)風(fēng)險,適合復(fù)雜場景。電極能不能抓好信號,靠的是材料的穩(wěn)定性、傳感器的靈敏性等。把信號轉(zhuǎn)化成機器能讀懂的語言,靠的則是芯片,包括采集芯片、處理芯片、通信芯片等,這些芯片要是不夠強,信號就處理得慢、容易出錯。
軟件是腦機接口的“大腦”,作用是讓信號“會說話”。編解碼軟件得更聰明,比如你想“動一下”,它能立刻翻譯給機器,還能自己優(yōu)化,適應(yīng)不同場景。控制交互軟件要精準,讓機器聽話,多項任務(wù)一起干也不混亂。操作系統(tǒng)和平臺就像“管家”,能整合各種數(shù)據(jù),兼容不同算法,用戶還能自己編輯,用起來更順手。這些軟件讓大腦和機器的“對話”更順暢,就像給雙方配了個貼心的翻譯官和調(diào)度員。
突破短板需軟件和硬件一同發(fā)力。在硬件端,非植入式電極信號不夠清晰,植入式電極又面臨生物相容性與手術(shù)風(fēng)險的雙重考驗,平衡芯片算力與功耗仍是待攻克的難題。需研發(fā)新型生物相容性材料,解決植入式電極排異問題,提升長期穩(wěn)定性;優(yōu)化抗干擾設(shè)計,提升信號精度;強化噪聲抑制技術(shù),降低處理芯片功耗,增強通信芯片抗干擾能力等。
在軟件端,信號解碼算法難以精準捕捉復(fù)雜腦電意圖,多模態(tài)數(shù)據(jù)融合能力也亟待提高。要應(yīng)用人工智能技術(shù)優(yōu)化解碼能力,提高復(fù)雜腦信號解讀準確率和響應(yīng)速度,增強場景通用性;升級控制交互軟件的多任務(wù)處理能力,研發(fā)兼容性強的專用操作系統(tǒng),實現(xiàn)不同設(shè)備和算法協(xié)同,改善用戶體驗。
腦機接口正加速從實驗室邁向產(chǎn)業(yè)化。抓住“軟硬兼施”的突破關(guān)鍵,持續(xù)夯實創(chuàng)新根基,我國有望在這一未來賽道搶占先機,讓技術(shù)紅利惠及醫(yī)療、工業(yè)、生活等更多領(lǐng)域。揚子晚報/紫牛新聞記者 徐兢
校對 陶善工