“軟硬兼施”培育腦機(jī)接口產(chǎn)業(yè)

作為未來(lái)產(chǎn)業(yè)的熱門(mén)賽道之一，腦機(jī)接口迎來(lái)發(fā)展路線(xiàn)圖。工業(yè)和信息化部等7部門(mén)日前聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于推動(dòng)腦機(jī)接口產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的實(shí)施意見(jiàn)》，提出兩步走目標(biāo)：到2027年電極、芯片和整機(jī)產(chǎn)品性能達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，到2030年產(chǎn)業(yè)綜合實(shí)力邁入世界前列。

腦機(jī)接口是未來(lái)產(chǎn)業(yè)的典型代表。通俗點(diǎn)說(shuō)，腦機(jī)接口是在大腦與機(jī)器之間建立一條信息通道，收集大腦信號(hào)，并讓機(jī)器讀懂，從而讓兩者之間實(shí)現(xiàn)協(xié)同交流與互動(dòng)。一方面，腦機(jī)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(dòng)多領(lǐng)域技術(shù)突破，助力我國(guó)搶占科技競(jìng)爭(zhēng)制高點(diǎn)。另一方面，腦機(jī)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(fèi)等領(lǐng)域能開(kāi)拓新應(yīng)用，培育新增長(zhǎng)點(diǎn)，加快形成新質(zhì)生產(chǎn)力。

我國(guó)發(fā)展腦機(jī)接口產(chǎn)業(yè)具有多重優(yōu)勢(shì)。從技術(shù)看，在非侵入式腦機(jī)接口等領(lǐng)域，我國(guó)居于領(lǐng)先地位。從產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)看，我國(guó)已形成從核心部件到終端應(yīng)用的初步鏈條，一批專(zhuān)精特新企業(yè)快速成長(zhǎng)。從市場(chǎng)需求看，我國(guó)老齡化帶來(lái)的醫(yī)療康復(fù)需求以及工業(yè)智能化升級(jí)等場(chǎng)景，為技術(shù)落地提供了廣闊空間。當(dāng)前，我國(guó)腦機(jī)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(kāi)數(shù)據(jù)顯示，2024年中國(guó)腦機(jī)接口市場(chǎng)規(guī)模為32.0億元，預(yù)計(jì)到2028年將達(dá)61.4億元。

發(fā)展腦機(jī)接口產(chǎn)業(yè)，基礎(chǔ)軟硬件都不能少。其中，硬件就像腦機(jī)接口的“身體”。比如，想要捕捉大腦的信號(hào)靠的是電極，當(dāng)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(hào)較粗略，但安全方便，適合簡(jiǎn)單場(chǎng)景；植入式電極捕捉信號(hào)精準(zhǔn)，但有手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，適合復(fù)雜場(chǎng)景。電極能不能抓好信號(hào)，靠的是材料的穩(wěn)定性、傳感器的靈敏性等。把信號(hào)轉(zhuǎn)化成機(jī)器能讀懂的語(yǔ)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(qiáng)，信號(hào)就處理得慢、容易出錯(cuò)。

軟件是腦機(jī)接口的“大腦”，作用是讓信號(hào)“會(huì)說(shuō)話(huà)”。編解碼軟件得更聰明，比如你想“動(dòng)一下”，它能立刻翻譯給機(jī)器，還能自己優(yōu)化，適應(yīng)不同場(chǎng)景。控制交互軟件要精準(zhǔn)，讓機(jī)器聽(tīng)話(huà)，多項(xiàng)任務(wù)一起干也不混亂。操作系統(tǒng)和平臺(tái)就像“管家”，能整合各種數(shù)據(jù)，兼容不同算法，用戶(hù)還能自己編輯，用起來(lái)更順手。這些軟件讓大腦和機(jī)器的“對(duì)話(huà)”更順暢，就像給雙方配了個(gè)貼心的翻譯官和調(diào)度員。

突破短板需“軟硬兼施”。在硬件端，非植入式電極信號(hào)不夠清晰，植入式電極又面臨生物相容性與手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)的雙重考驗(yàn)，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(wèn)題，提升長(zhǎng)期穩(wěn)定性；優(yōu)化抗干擾設(shè)計(jì)，提升信號(hào)精度；強(qiáng)化噪聲抑制技術(shù)，降低處理芯片功耗，增強(qiáng)通信芯片抗干擾能力等。

在軟件端，信號(hào)解碼算法難以精準(zhǔn)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(hào)解讀準(zhǔn)確率和響應(yīng)速度，增強(qiáng)場(chǎng)景通用性；升級(jí)控制交互軟件的多任務(wù)處理能力，研發(fā)兼容性強(qiáng)的專(zhuān)用操作系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)不同設(shè)備和算法協(xié)同，改善用戶(hù)體驗(yàn)。

腦機(jī)接口正加速?gòu)膶?shí)驗(yàn)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(shí)創(chuàng)新根基，我國(guó)有望在這一未來(lái)賽道搶占先機(jī)，讓技術(shù)紅利惠及醫(yī)療、工業(yè)、生活等更多領(lǐng)域，書(shū)寫(xiě)產(chǎn)業(yè)變革新篇章。