脑机接口取得关键进展,制造背后依赖哪些精密装备?
“十五五”规划建议已正式将脑机接口列入六大未来产业之一,标志着这项技术从前沿研究迈向国家经济发展的新引擎。目前,中国脑机接口产业呈现出多区域协同推进、特色化发展的态势,各地正通过政策引导、平台建设与生态系统培育,积极布局这一具有战略意义的新兴领域。要实现脑机接口的产业化,离不开一系列高精度加工设备的支撑。
技术突破助力临床转化
据中国日报网报道,西北工业大学常洪龙与吉博文科研团队近期宣布,其研发的三维锥形碳基柔性大脑皮层电极阵列取得重要技术突破。这项成果成功解决行业长期面临的脑组织损伤、信号衰减和生物相容性差等问题,并完成国际首次太空环境验证,为脑机接口的临床应用与航天领域的拓展提供了新路径,也体现了我国在MEMS(微机电系统)技术方面的创新能力。
面对传统微创植入式电极柔软性差、与脑组织接触不稳定、金属电极易腐蚀等难题,西工大团队经过长期攻关,开发出三维锥形碳基柔性电极阵列。动物实验表明,该电极采集信号更稳定,关键性能较传统金属电极提升数百倍,具备长期安全刺激调控能力,并能在超高场核磁共振检查中安全使用。该电极已通过医疗器械质量检验机构认证,满足医用标准,为后续临床应用打下基础。
脑机接口技术加速临床落地
脑机接口旨在在大脑与外部设备之间建立直接通信通道,广泛应用于辅助、增强或修复人体感官-运动功能,提升人机交互效率。依据植入方式的不同,可分为侵入式、非侵入式和半侵入式三类。
2025年被业内视作中国脑机接口发展的“元年”。5月,上海阶梯医疗发布微创植入式脑机接口系统临床试验进展;6月,南开大学段峰团队完成全球首例介入式脑机接口人体运动功能修复试验;11月,武汉衷华脑机与协和医院合作完成首款国产脑机接口芯片的临床植入。这些进展表明,脑机接口正逐步贴近临床需求。
明视脑机科技近日发布植入式脑机接口视觉重建系统,为视觉障碍患者提供新的治疗方向。中科院脑科学与智能技术卓越中心的侵入式脑机接口临床试验亦取得新突破,实现从二维屏幕操作向三维实体交互的转变。
上海脑虎科技自主研发的首款内置电池、全无线、全功能脑机接口产品完成首例临床试验。创始人陶虎在与植入该设备的截瘫患者进行游戏测试时意外落败,但他强调:“脑机接口不是炫技工具,而是连接生命与希望的桥梁。”
市场增长与资本关注度提升
在技术进步和政策支持的双重推动下,脑机接口领域吸引了大量资本。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%。过去五年累计融资近百次,总额超百亿元。
据中国电子信息产业发展研究院数据,2024年中国脑机接口市场规模达32亿元,同比增长18.8%,预计至2027年将增至55.8亿元,年均增长率20%。
特斯拉创始人埃隆·马斯克(Elon Musk)也透露,其创办的Neuralink公司计划于2026年实现脑机接口设备的规模化量产。
制造环节依赖多种高精度加工装备
脑机接口的制造涉及精密微加工、薄膜沉积、纳米刻蚀等工艺,需要多种高精度设备协同配合。
- 光刻设备:用于在微电极阵列及芯片上构建图案化结构。
- 薄膜沉积设备:在电极表面沉积生物相容性涂层,提升稳定性和安全性。
- 微纳加工设备:对电极进行微尺度刻蚀与结构加工,实现微型化和高复杂度。
此外,制造过程中还需使用以下几类关键机床设备:
- 精密激光加工设备:如激光切割机、激光焊接机,用于加工电极引线、外壳等部件,保证密封性与可靠性,同时减少热损伤。
- 数控车床与铣床:加工植入体外壳、支架等结构部件,要求高精度与表面质量,以确保设备稳定性与生物相容性。
- 磨床:对电极与芯片表面进行精细磨削与抛光,降低表面粗糙度,提高导电性与平整度。
- 电火花加工设备(EDM):适用于高硬度材料的复杂结构加工,用于制造特殊材料组件。
- 高精度定位与运动控制设备:如线性平台与多轴控制系统,用于植入手术机器人或实验设备,实现亚微米级定位精度,确保电极精准植入。
上述设备共同构成脑机接口制造的核心工艺体系,其加工精度直接影响产品的性能与临床应用的可靠性。