脑机接口技术迎来关键突破,制造环节依赖哪些精密设备?

2026-02-15
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摘要 据了解,脑机接口的制造涉及多种精密加工工艺,并需要多种类型的加工设备。其中,应用较多的是光刻机(用于制造微电极阵列和芯片的图案化结构)、薄膜沉积设备(用于在电极表面沉积生物相容性涂层)、微纳加工设备(用于对微纳结构进行精确刻蚀和加工,实现电极的微细化和复杂结构制造)等。

脑机接口技术迎来关键突破,制造环节依赖哪些精密设备?

在国家“十五五”规划建议中,脑机接口被正式纳入六大未来产业范畴,成为推动经济转型的重要科技领域。这一举措不仅提升了该技术的战略地位,也推动其从基础研究迈向产业落地。目前,中国在脑机接口领域呈现出多地布局、协同发展的态势,各地政府正通过政策支持、平台建设和生态培育,加快这一战略性新兴产业的发展进程。

随着技术的不断演进,脑机接口制造对高端加工设备的需求日益突出。那么,究竟哪些机床设备是支撑这一复杂制造过程的关键?

技术突破引领产业变革

近日,西北工业大学常洪龙与吉博文教授团队在碳基电极研发方面取得重大进展。他们研制的三维锥形碳基软性大脑皮层电极阵列,在多项指标上实现突破,有效缓解了传统金属电极在生物相容性、信号稳定性及长期植入安全性等方面的问题。

该电极凭借其独特的结构设计,显著提升了神经信号采集的准确度和稳定性,关键性能较现有技术提高数百倍。动物实验表明,该电极可在超高场核磁共振检查中安全使用,且已通过第三方医疗器械质量检测,满足临床应用标准。

这一成果还完成了国际首次在太空环境下的技术验证,为脑机接口在航天医学中的应用提供了新方向,同时也彰显了我国在微机电系统(MEMS)领域的技术实力。

脑机接口临床应用持续拓展

2025年被视作中国脑机接口产业发展的关键之年,一系列技术突破和临床试验成果接连涌现。例如,上海阶梯医疗科技有限公司公布了其超柔性微创脑机接口的临床试验进展;南开大学段峰团队完成了全球首例介入式脑机接口辅助患肢运动修复试验;武汉衷华脑机融合科技与协和医院合作,实现了首例国产脑机接口芯片的临床植入。

此外,明视脑机科技发布的植入式视觉重建系统为视觉障碍患者带来了复明希望;中科院脑科学与智能技术卓越创新中心的临床试验则实现了从二维光标控制到三维物理交互的跨越。

在技术不断成熟的同时,市场热度也在持续上升。根据动脉橙数据库统计,2025年1月至11月,中国脑机接口领域共完成24起融资,同比增长30%。近五年累计融资额已突破百亿元。

据中国电子信息产业发展研究院发布的数据,2024年中国脑机接口市场规模为32亿元,年增长率达18.8%,预计到2027年市场规模将突破55.8亿元,年增长率维持在20%左右。

制造环节依赖的精密加工设备

脑机接口制造过程对设备的精度与稳定性要求极高,涉及多个精密加工工艺。以下为当前行业应用较多的关键设备:

  • 光刻设备:用于微电极阵列和芯片的图案化加工。
  • 薄膜沉积系统:用于在电极表面形成生物相容性涂层。
  • 微纳加工设备:实现微结构的高精度刻蚀与成型。

在机械结构与组件加工方面,以下几类机床设备也发挥着重要作用:

  • 精密激光加工设备:如激光切割机和焊接机,用于高精度加工外壳与引线,保证结构密封性并减少组织损伤。
  • 数控车床与铣床:用于制造植入体外壳、支架等结构件,要求高精度和表面质量,以保障设备稳定性。
  • 磨床:对电极和芯片进行精细抛光,提升导电性能与生物相容性。
  • 电火花加工设备(EDM):适用于高硬度材料的复杂结构加工,实现高精度微细加工。
  • 精密定位与运动控制系统:用于手术机器人及实验设备,实现亚微米级精度控制,确保电极精准植入。

上述设备共同构成了脑机接口制造的核心工艺体系,其性能直接关系到产品的质量与可靠性。

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