腦機(jī)接口作為國家重點(diǎn)發(fā)展的未來產(chǎn)業(yè),正加速從實(shí)驗(yàn)室邁向產(chǎn)業(yè)化。目前,我國腦機(jī)接口產(chǎn)業(yè)已初具規(guī)模,但仍面臨技術(shù)瓶頸、人才缺口、倫理爭(zhēng)議等多重挑戰(zhàn),亟待聚焦靶向技術(shù)攻關(guān)、產(chǎn)教融合育才、資本賦能增效、標(biāo)準(zhǔn)體系構(gòu)建等環(huán)節(jié)精準(zhǔn)發(fā)力,依托創(chuàng)新生態(tài)協(xié)同釋放創(chuàng)新效能,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)破局。
技術(shù)突破與產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型同步提速
近年來,腦機(jī)接口產(chǎn)業(yè)發(fā)展速度明顯加快。2024年初,工業(yè)和信息化部等七部門聯(lián)合發(fā)布了《關(guān)于推動(dòng)未來產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的實(shí)施意見》,明確在腦機(jī)接口領(lǐng)域打造創(chuàng)新標(biāo)志性產(chǎn)品。在前不久召開的2025年中關(guān)村論壇上,腦機(jī)接口產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟正式發(fā)布“腦機(jī)接口標(biāo)準(zhǔn)化路線圖”,構(gòu)建了涵蓋技術(shù)、產(chǎn)業(yè)和標(biāo)準(zhǔn)化的行業(yè)行動(dòng)框架,推動(dòng)腦機(jī)接口產(chǎn)業(yè)邁向新的發(fā)展階段。目前,我國腦機(jī)接口產(chǎn)業(yè)主要呈現(xiàn)以下幾點(diǎn)特征。
一是多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)實(shí)現(xiàn)突破。在侵入式、半侵入式和非侵入式技術(shù)上實(shí)現(xiàn)了多點(diǎn)突破,創(chuàng)新成果不斷涌現(xiàn)。例如,在侵入式方面,復(fù)旦大學(xué)團(tuán)隊(duì)研發(fā)的“三合一”腦脊接口技術(shù),有望助力癱瘓者運(yùn)動(dòng)能力恢復(fù)。在半侵入式方面,北京腦科學(xué)與類腦研究所研制的“北腦一號(hào)”從實(shí)驗(yàn)室走向臨床,成功實(shí)現(xiàn)三例柔性高通量無線腦機(jī)系統(tǒng)的人體植入。在非侵入式方面,華東理工大學(xué)基于混合現(xiàn)實(shí)的腦機(jī)接口系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)四足機(jī)器人的穩(wěn)定控制。
二是產(chǎn)業(yè)化初具規(guī)模。中國電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究院數(shù)據(jù)顯示,2024年我國腦機(jī)接口市場(chǎng)規(guī)模為32億元,同比增長(zhǎng)18.8%,預(yù)計(jì)到2027年將達(dá)到55.8億元,增長(zhǎng)率為20%。此外,腦機(jī)接口產(chǎn)業(yè)集聚發(fā)展趨勢(shì)明顯,在京津冀、長(zhǎng)三角和珠三角地區(qū)構(gòu)成錯(cuò)位發(fā)展結(jié)構(gòu):京津冀地區(qū)聚焦研發(fā)創(chuàng)新和生態(tài)構(gòu)建,先后研發(fā)“北腦一號(hào)”、雙環(huán)路協(xié)同演進(jìn)系統(tǒng)等成果;長(zhǎng)三角地區(qū)瞄準(zhǔn)產(chǎn)品化及臨床應(yīng)用,在腦電采集康復(fù)訓(xùn)練和藥物成癮治療設(shè)備等方面取得良好臨床效果;珠三角地區(qū)重視產(chǎn)業(yè)鏈構(gòu)建,聚集眾多腦機(jī)接口企業(yè),涵蓋上游核心軟硬件、中游腦機(jī)接口系統(tǒng)和下游應(yīng)用場(chǎng)景。
三是政策環(huán)境持續(xù)優(yōu)化。北京、上海先后發(fā)布腦機(jī)接口產(chǎn)業(yè)培育與發(fā)展行動(dòng)方案,明確技術(shù)攻關(guān)、場(chǎng)景應(yīng)用與產(chǎn)業(yè)集聚目標(biāo)。《加快北京市腦機(jī)接口創(chuàng)新發(fā)展行動(dòng)方案(2025—2030年)》提出,原始創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同,力圖在2027年突破接口電極、芯片和編解碼算法等關(guān)鍵核心技術(shù),并在2030年初步形成產(chǎn)業(yè)生態(tài)體系;《上海市腦機(jī)接口未來產(chǎn)業(yè)培育行動(dòng)方案(2025—2030年)》則強(qiáng)調(diào)在2027年要實(shí)現(xiàn)5款以上侵入式/半侵入式產(chǎn)品完成臨床試驗(yàn),2030年腦機(jī)接口產(chǎn)品全面實(shí)現(xiàn)臨床應(yīng)用。隨著政策密集出臺(tái),我國腦機(jī)接口產(chǎn)業(yè)進(jìn)入由“實(shí)驗(yàn)室攻關(guān)”向“產(chǎn)業(yè)化落地”的轉(zhuǎn)型關(guān)鍵期。
向規(guī)模商用躍遷仍面臨挑戰(zhàn)
當(dāng)前,我國腦機(jī)接口產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速,正處在從技術(shù)突破向規(guī)模商用躍遷的臨界點(diǎn),但仍面臨諸多挑戰(zhàn)。
一是技術(shù)攻堅(jiān)有待突破,系統(tǒng)可靠性仍需提升。我國腦機(jī)接口領(lǐng)域仍面臨諸多技術(shù)瓶頸。非侵入式設(shè)備受制于微弱腦電信號(hào)與大腦復(fù)雜神經(jīng)活動(dòng)的干擾,在大規(guī)模臨床試驗(yàn)前,腦電信號(hào)的采集和解碼精度等問題仍需突破。侵入式設(shè)備在生物相容性、長(zhǎng)期穩(wěn)定性等方面仍存在難點(diǎn)痛點(diǎn),與發(fā)達(dá)國家尚存在一定差距。
二是高端人才儲(chǔ)備不足,跨學(xué)科培養(yǎng)體系待優(yōu)化。美國以《加強(qiáng)海外關(guān)鍵出口國家框架法案》(ENFORCE法案)實(shí)施技術(shù)封鎖,限制腦機(jī)接口領(lǐng)域?qū)θA技術(shù)交流,加劇高端人才獲取難度。腦機(jī)接口涉及神經(jīng)科學(xué)、材料工程與人工智能等多個(gè)學(xué)科,整個(gè)產(chǎn)業(yè)的理論研究和臨床實(shí)驗(yàn)都需要跨學(xué)科復(fù)合型人才的支撐。從學(xué)科培養(yǎng)上看,目前僅天津大學(xué)開設(shè)了腦機(jī)接口專業(yè),保守預(yù)計(jì)2030年專業(yè)人才需求量將超20萬人,腦機(jī)接口的人才培養(yǎng)供給任重而道遠(yuǎn)。
三是產(chǎn)業(yè)成本高、風(fēng)險(xiǎn)大,企業(yè)存續(xù)壓力仍突出。腦機(jī)接口產(chǎn)業(yè)的臨床試驗(yàn)成本、車間建設(shè)成本和研發(fā)成本較高,單一產(chǎn)品從投入到落地至少需要數(shù)億元人民幣,投資回收期較長(zhǎng),較高的門檻導(dǎo)致國內(nèi)企業(yè)數(shù)量相對(duì)較少,截至2024年底,累計(jì)存續(xù)在業(yè)企業(yè)數(shù)量?jī)H300余家。前瞻產(chǎn)業(yè)研究院《2025腦機(jī)接口產(chǎn)業(yè)藍(lán)皮書》顯示,近3年產(chǎn)業(yè)投融資規(guī)模逐步下滑,不利于產(chǎn)業(yè)集聚和快速發(fā)展,適合長(zhǎng)期耐心資本投資。
四是倫理監(jiān)管框架亟待完善,數(shù)據(jù)隱私體系尚需健全。科技部、工業(yè)和信息化部于2024年相繼發(fā)布《腦機(jī)接口研究倫理指引》和腦機(jī)接口標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)籌建方案,但是尚未出臺(tái)對(duì)應(yīng)法律文件和具體細(xì)則,對(duì)輸入輸出接口、腦信息編解碼等關(guān)鍵技術(shù)尚未形成統(tǒng)一規(guī)范。在數(shù)據(jù)隱私保護(hù)方面尚未有相關(guān)監(jiān)管框架,對(duì)于腦電數(shù)據(jù)的歸屬權(quán)及使用邊界仍存在模糊地帶。
推動(dòng)腦機(jī)接口產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展
針對(duì)上述問題,我國應(yīng)當(dāng)立足產(chǎn)業(yè)發(fā)展優(yōu)勢(shì),強(qiáng)化關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān),大力培育復(fù)合型人才,建立健全融資機(jī)制,加快構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)體系,推動(dòng)腦機(jī)接口產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展、良性循環(huán)。
第一,靶向需求攻關(guān),技術(shù)創(chuàng)新突破。可圍繞高密度柔性電極、低功耗芯片研制以及解碼算法提升等重點(diǎn)技術(shù)領(lǐng)域,優(yōu)先布局醫(yī)療康復(fù)和工業(yè)控制應(yīng)用場(chǎng)景,設(shè)立國家級(jí)專項(xiàng)研發(fā)基金,以全力支持腦機(jī)接口上述關(guān)鍵技術(shù)的突破和場(chǎng)景應(yīng)用。加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研支持力度,根據(jù)企業(yè)腦機(jī)接口技術(shù)需求,羅列關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)清單,采取“揭榜掛帥制”“賽馬制”等多種合作模式組織研發(fā)。
第二,學(xué)科交叉筑基,產(chǎn)教融合育才。支持重點(diǎn)高校設(shè)立腦機(jī)接口交叉學(xué)科,構(gòu)建覆蓋生物醫(yī)學(xué)工程、計(jì)算機(jī)科學(xué)、材料科學(xué)、臨床醫(yī)學(xué)的課程體系,配套建設(shè)腦機(jī)接口聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室。推動(dòng)龍頭企業(yè)深度參與人才培養(yǎng),通過項(xiàng)目制課程、產(chǎn)業(yè)導(dǎo)師等方式,將柔性電子、神經(jīng)解碼算法等前沿技術(shù)納入教學(xué)實(shí)踐。探索建立人才發(fā)展專項(xiàng)基金,對(duì)參與關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)的跨學(xué)科團(tuán)隊(duì)給予科研經(jīng)費(fèi)傾斜,建立人才長(zhǎng)周期培養(yǎng)機(jī)制(5—10年)和科研容錯(cuò)機(jī)制,適當(dāng)延長(zhǎng)腦機(jī)接口高端人才的學(xué)術(shù)評(píng)價(jià)周期。
第三,資本賦能增效,準(zhǔn)入壁壘松綁。設(shè)立國家級(jí)腦機(jī)接口長(zhǎng)線基金,由政府資金撬動(dòng)更多社會(huì)資本投向核心技術(shù)創(chuàng)新。配套研發(fā)保險(xiǎn)機(jī)制,覆蓋臨床試驗(yàn)失敗風(fēng)險(xiǎn),優(yōu)化科創(chuàng)板硬科技企業(yè)上市通道,完善“研發(fā)—退出”投資閉環(huán),吸引耐心資本持續(xù)注入。按照技術(shù)成熟度探索投資分級(jí)機(jī)制:早期項(xiàng)目以政府回購保障底線,中期引入產(chǎn)業(yè)并購基金接力,后期對(duì)接科創(chuàng)板上市通道。此外,允許科研機(jī)構(gòu)知識(shí)產(chǎn)權(quán)資本化(ABS),吸引跨國資本共建跨境研發(fā)基金,形成“耐心資本+技術(shù)攻堅(jiān)”的可持續(xù)生態(tài)。
第四,監(jiān)管護(hù)航發(fā)展,標(biāo)準(zhǔn)立規(guī)守界。腦機(jī)接口技術(shù)與人體健康、倫理道德緊密相關(guān),制定政策時(shí)需要精準(zhǔn)把控監(jiān)管和標(biāo)準(zhǔn)的力度:既要避免標(biāo)準(zhǔn)過于嚴(yán)格而限制技術(shù)發(fā)展,也要避免過于寬松的標(biāo)準(zhǔn)引發(fā)倫理和安全問題。應(yīng)盡早出臺(tái)腦機(jī)接口數(shù)據(jù)管理?xiàng)l例,明確腦電數(shù)據(jù)歸屬權(quán)、使用邊界及跨境流動(dòng)規(guī)則,推動(dòng)產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè),并積極參與國際標(biāo)準(zhǔn)的制定。
(作者系中國科學(xué)技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略研究院副研究員)