“軟硬兼施”培育腦機接口產(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:到2027年電極、芯片和整機產(chǎn)品性能達到國際先進(jìn)水平,到2030年產(chǎn)業(yè)綜合實(shí)力邁入世界前列。
腦機接口是未來(lái)產(chǎn)業(yè)的典型代表。通俗點(diǎn)說(shuō),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(shí)現協(xié)同交流與互動(dòng)。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(dòng)多領(lǐng)域技術(shù)突破,助力我國搶占科技競爭制高點(diǎn)。另一方面,腦機接口在醫療健康領(lǐng)域可輔助治療腦部疾病,助力康復,契合民生需求;在工業(yè)制造、生活消費等領(lǐng)域能開(kāi)拓新應用,培育新增長(cháng)點(diǎn),加快形成新質(zhì)生產(chǎn)力。
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)基礎看,我國已形成從核心部件到終端應用的初步鏈條,一批專(zhuān)精特新企業(yè)快速成長(cháng)。從市場(chǎng)需求看,我國老齡化帶來(lái)的醫療康復需求以及工業(yè)智能化升級等場(chǎng)景,為技術(shù)落地提供了廣闊空間。當前,我國腦機接口創(chuàng )新成果持續涌現,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)數據顯示,2024年中國腦機接口市場(chǎng)規模為32.0億元,預計到2028年將達61.4億元。
發(fā)展腦機接口產(chǎn)業(yè),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(jiǎn)單場(chǎng)景;植入式電極捕捉信號精準,但有手術(shù)風(fēng)險,適合復雜場(chǎng)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(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,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(huì )說(shuō)話(huà)”。編解碼軟件得更聰明,比如你想“動(dòng)一下”,它能立刻翻譯給機器,還能自己優(yōu)化,適應不同場(chǎng)景?？刂平换ボ浖珳?讓機器聽(tīng)話(huà),多項任務(wù)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(hù)還能自己編輯,用起來(lái)更順手。這些軟件讓大腦和機器的“對話(huà)”更順暢,就像給雙方配了個(gè)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(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(wèn)題,提升長(cháng)期穩定性;優(yōu)化抗干擾設計,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雜腦電意圖,多模態(tài)數據融合能力也亟待提高。要應用人工智能技術(shù)優(yōu)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(chǎng)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(zhuān)用操作系統,實(shí)現不同設備和算法協(xié)同,改善用戶(hù)體驗。
腦機接口正加速從實(shí)驗室邁向產(chǎn)業(yè)化。抓住“軟硬兼施”的突破關(guān)鍵,持續夯實(shí)創(chuàng )新根基,我國有望在這一未來(lái)賽道搶占先機,讓技術(shù)紅利惠及醫療、工業(yè)、生活等更多領(lǐng)域,書(shū)寫(xiě)產(chǎn)業(yè)變革新篇章。