“軟硬兼施”培育腦機接口產業
作為未來產業的熱門賽道之一,腦機接口迎來發展路線圖。工業和信息化部等7部門日前聯合發布《關于推動腦機接口產業創新發展的實施意見》,提出兩步走目標:到2027年電極、芯片和整機產品性能達到國際先進水平,到2030年產業綜合實力邁入世界前列。
腦機接口是未來產業的典型代表。通俗點說,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協同交流與互動。一方面,腦機接口是生命科學與信息科學融合發展的前沿技術,可帶動多領域技術突破,助力我國搶占科技競爭制高點。另一方面,腦機接口在醫療健康領域可輔助治療腦部疾病,助力康復,契合民生需求;在工業制造、生活消費等領域能開拓新應用,培育新增長點,加快形成新質生產力。
我國發展腦機接口產業具有多重優勢。從技術看,在非侵入式腦機接口等領域,我國居于領先地位。從產業基礎看,我國已形成從核心部件到終端應用的初步鏈條,一批專精特新企業快速成長。從市場需求看,我國老齡化帶來的醫療康復需求以及工業智能化升級等場景,為技術落地提供了廣闊空間。當前,我國腦機接口創新成果持續涌現,產業加速壯大,正孕育顛覆性突破,已成為科技創新和產業創新深度融合的重要領域。公開數據顯示,2024年中國腦機接口市場規模為32.0億元,預計到2028年將達61.4億元。
發展腦機接口產業,基礎軟硬件都不能少。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,但有手術風險,適合復雜場景。電極能不能抓好信號,靠的是材料的穩定性、傳感器的靈敏性等。把信號轉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,還能自己優化,適應不同場景。控制交互軟件要精準,讓機器聽話,多項任務一起干也不混亂。操作系統和平臺就像“管家”,能整合各種數據,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度員。
突破短板需“軟硬兼施”。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風險的雙重考驗,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,提升長期穩定性;優化抗干擾設計,提升信號精度;強化噪聲抑制技術,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雜腦電意圖,多模態數據融合能力也亟待提高。要應用人工智能技術優化解碼能力,提高復雜腦信號解讀準確率和響應速度,增強場景通用性;升級控制交互軟件的多任務處理能力,研發兼容性強的專用操作系統,實現不同設備和算法協同,改善用戶體驗。
腦機接口正加速從實驗室邁向產業化。抓住“軟硬兼施”的突破關鍵,持續夯實創新根基,我國有望在這一未來賽道搶占先機,讓技術紅利惠及醫療、工業、生活等更多領域,書寫產業變革新篇章。