中國腦機接口技術的領跑之路

腦機接口技術在類腦學習機制和意識建模等關鍵領域的基礎理論研究仍依賴歐美國家的研究，腦電信號與行為意圖的映射關系極其復雜，如何精準翻譯腦電信號還面臨諸多挑戰。

腦機接口通過解碼腦電信號與外部設備交互，是神經生物學與信息技術深度融合的顛覆性創新領域，已成為驅動科技突破、產業創新升級的核心領域和關鍵引擎。腦機接口技術作為連接生物神經系統與外部信息系統的前沿科技，能夠實現神經智能與數字智能的閉環整合，該技術正逐漸從科幻概念走進現實生活，已成為全球科技競爭的前沿熱點。

知識產權保護現狀

2016年中國“腦計劃”作為重大科技創新項目進行了前瞻性布局，旨在通過解析大腦認知功能，推動腦重大疾病的研究及人工智能技術的發展。2017年進一步明確為“一體兩翼”的戰略規劃和發展路徑。2021年，中國“腦計劃”正式啟動。2023—2025年國家層面密集出臺多項政策支持腦機接口的發展，包括將腦機接口列為重點發展領域、對腦機接口的研發活動提出倫理和安全要求、對以腦機接口設備為代表的高端醫療器械實施優先審評審批和創新特別審查、著力推動腦機接口等創新成果向成熟產品和規模化應用的快速轉化和突破等。

2025年7月我國印發了第一個專門面向腦機接口的國家級系統性政策，覆蓋技術研發、產品創新到應用落地的全鏈條。國家政策呈現出“規劃引導、標準先行、應用驅動、審評加速”的鮮明特征，旨在構建從技術研發、產品轉化到臨床應用的全鏈條政策支持體系，力求以腦機接口等高端醫療器械為牽引，加速構建從技術研發到市場應用的產業化進程。

地方層面，北京、上海、廣東等創新資源集聚地區率先行動，出臺專項政策，加速腦機接口產業培育與生態構建。各省市根據自身產業基礎和資源優勢，制定了多元化的技術路徑和發展路線：廣東省于2024年9月明確提出構建“未來生命健康”產業集群，將“腦科學與腦機接口”列為重點細分領域之一，要求廣深港、廣珠澳“雙廊”協同攻關，建設未來產業先導區；廣東省深圳市將“腦科學與類腦智能”列為八大未來產業之一；北京市提出到2027年突破腦機接口電極、芯片、算法等關鍵技術，到2030年初步形成產業生態，北京憑借豐富的科研資源與高水平研發機構，在專利申請量上全國領先，側重技術原始創新與高端突破；上海市亦明確加速產品化與產業鏈培育，開展柔性電極、低功耗芯片、植入式材料等關鍵部件研發，加快臨床資源整合與產業落地，推動創新鏈與產業鏈深度融合。國家層面加強頂層設計和戰略引導，地方層面相繼出臺配套落實措施，共同構建了支持腦機接口技術研發與產業化的體系化政策框架，推動了該產業進入規模化、產業化發展的新階段。

通過對國內腦機接口領域的近10年的專利申請進行統計（專利數據檢索截止時間為2025年12月31日），與腦機接口相關的專利申請共33135件，從2015年的1558件快速增長到2025年的3963件，年專利申請量較大，專利涉及信號采集、神經調控、腦控外設、接口器件等技術，專利申請量情況如下表，從表中可以看出從2015年開始，我國涉及腦機接口的專利的申請量呈加速增長的態勢，專利申請總量處于高位，體現了腦機接口相關技術的研發熱度逐年增加，創新活力持續增強，創新主體重視專利布局，腦機接口技術發展迅速，行業處于快速發展階段。

從“芯片卡脖子”到“自主可控”

芯片的研發與應用是腦機接口的關鍵核心技術。過去，中國在腦機接口芯片領域長期依賴進口，面臨“芯片卡脖子”的問題。然而，近年來我國科研團隊在這一領域實現了從跟跑到并跑再到領跑的跨越，并實現了尖端芯片技術的自主可控。

首先是類腦芯片。清華大學施路平團隊從腦科學的基本原理出發，提出了異構融合的天機類腦計算芯片架構，研發出新一代產品“天機芯”（Tianjic），支持脈沖神經網絡與人工神經網絡協同計算，國際知名學術期刊《自然》雜志以封面文章形式發表了相關論文，這是我國人工智能發展進程中的重要時刻。浙江大學研究團隊從模擬生物神經網絡的工作原理出發，研發了達爾文系列芯片，是神經擬態類腦計算芯片的代表，具有強抗干擾、易于量產、低功耗、輕量化、處理效率高等優點，能夠擺脫對傳統高功耗算力的依賴以及支持更復雜的腦電信號解碼任務，從架構、設計到工具鏈，擁有完整自主知識產權，推動了腦機接口產品的產業化落地。

天機芯

然后是腦機接口。腦電信號是腦機接口中使用最多的信號，根據信號采集電極與大腦皮層的相對位置及侵入程度，腦機接口技術主要存在三種技術路徑，具體為非侵入式腦電采集技術、半侵入式腦電采集技術和侵入式腦電采集技術。非侵入式腦電采集技術通過在頭皮表面放置電極陣列，在顱外通過導電介質記錄腦電活動，無需侵入大腦，安全性高，設備佩戴和操作相對簡單，適合長期監測；半侵入式腦電信號技術采集時需將電極置于硬膜外或硬膜下，貼近大腦皮層但無需穿透腦組織，手術風險較低，可移除性較強，適用于短期臨床監測；侵入式腦電信號采集技術利用與大腦皮層或灰質直接接觸的電極采集腦電信號，需通過外科手術將電極植入，具有較高復雜性，但時空分辨率高，適用于復雜神經活動的解碼。

近年來，我國在該關鍵技術領域的研究取得了顯著進展，實現了系列突破，整體研發水平和自主化能力得到顯著提升，其中，最具代表性的是“北腦一號”智能腦機系統，該系統采用柔性貼膜電極陣列，貼覆于顱骨內硬腦膜外，信號通量遠超同類半侵入式腦機接口。非侵入式BCI的典型代表是“腦語者”芯片，由天津大學研發，“腦語者”D系列在神經信息解碼精度和效率上取得了重要突破，不僅提升大腦與外部設備間通信的可靠性，更標志著我國在高端醫療設備實現了關鍵技術的自主可控。這些突破性的研究使得我國在腦機接口領域形成了從追趕到局部領先的態勢。

最后是類腦算法。在類腦算法方面，我國也實現了從模仿到原創的突破。由上海交通大學和上海零唯一思科技有限公司共同完成的全球首個腦電大模型LaBraM，能夠有效地捕捉腦電信號的時空特征，生成語義豐富的神經編碼，實現通用表征學習，在基于腦電信號的異常檢測、事件分類、情緒識別和步態預測等多個下游任務上，其性能超越了現有的深度學習模型。神經形態計算框架，華為昇思MindSpore支持SNN-ANN混合訓練，成為全球首個開源類腦AI開發平臺。

產學研協同的創新生態

腦機接口技術的快速發展依賴于多學科的交叉融合，包括神經科學、人工智能、電子信息、工程學等，產學研協同模式能夠促進技術的快速迭代，為腦機接口技術發展提供核心驅動力。近年來，我國針對腦機接口技術的創新和產業落地，部署并實施多項政策支持，明確提出推動產學研協同創新，加速技術轉化和產業化進程，推動腦機接口技術的臨床應用研究，也形成了一批高校-企業聯合體，展示了產學研協同在技術突破中的關鍵作用，推動人類智能與機器智能的深度融合。

軍民融合推動了腦機接口技術在軍事和民用領域的雙向轉化以及在不同市場領域的聯動發展，該模式充分利用了軍用和民用資源，實現了科研力量的協同創新。中國多地已發布腦機接口產業發展規劃，推動了技術在醫療康復、軍事國防等領域的應用，政策支持不僅加速了技術的商業化進程，也為軍民融合提供了制度保障。

從“領跑”到“持續領跑”的挑戰與對策

當前，對于腦科學的認知還存在局限，基礎理論研究仍然存在不足。腦機接口涉及神經信號采集、處理和解碼等多種復雜技術，腦機接口技術在類腦學習機制和意識建模等關鍵領域的基礎理論研究仍依賴歐美國家的研究。腦電信號與行為意圖的映射關系極其復雜，如何精準翻譯腦電信號還面臨諸多挑戰。該領域高端設備有很強的依賴性，例如光刻機、高精度電極加工設備受制于ASML、德州儀器等，這種依賴構成了我國腦機接口領域實現技術自主的結構性制約，還對創新鏈構成了潛在風險。面對這樣的局面，可以嘗試以下舉措：

首先要在基礎研究層面突圍。可以設立專項獎勵，吸引全球頂尖學者，加強腦科學-物理-數學交叉研究，如清華“腦與智能實驗室”，提高基礎理論研究支撐能力，為腦機接口研究賦能；促進跨學科跨領域整合發展，突出融合發展的優勢，形成合力推動腦機接口領域的全面升級；打造產學研融合平臺，集中多方優勢推動腦機接口技術的創新和實施，構建開放協同的國際網絡，實現腦機接口基礎研究的突圍和跨越。

其次是產業鏈自主化。腦機接口產業鏈自主化是推動我國腦機接口技術與產業發展的重要戰略方向，需從創新腦信號傳感元件、突破關鍵腦機芯片、夯實軟件工具底座、加強算法研究等四個方面發力，加強基礎軟硬件和關鍵核心技術攻關，以協同發展為驅動，以完善技術創新體系為抓手，促進技術創新與產業升級。芯片以及電極是腦機接口系統的核心部件，提升芯片的運算效率和功耗表現，是實現高性能腦機接口設備的關鍵，應聯合國內龍頭企業，通過政策扶持和資金支持，加速其技術突破和產業化進程，推動腦機接口芯片以及關鍵技術的國產化。

最后是聯盟與標準建設。要推動成立國際類腦智能聯盟，打造腦機接口未來產業集聚區，形成安全可靠的產業體系；規范腦機接口領域的行業標準，主導制定腦機接口數據安全標準，實現標準化對其進行技術引領，促進協同創新與規模化發展，增強產業協同與創新能力，助力產業化進程提速和技術應用落地；深度融入全球腦機接口標準化進程，推動國內腦機接口行業標準與國際相關標準接軌，提升我國腦機接口技術在全球市場的核心競爭力。

正如中國科學院院士蒲慕明所言：“加快布局類腦智能技術對于我國實現人工智能技術新突破具有重要的戰略意義。”我國在腦機接口領域的發展會經歷技術并跑期、局部領跑期、全面引領期，最終實現類腦智能技術與人類認知能力的深度融合，主導人機共生文明范式。隨著人工智能等前沿技術的突破，正引領腦機接口技術走向新的發展階段，中國從“跟跑”到“領跑”的實踐表明：“頂層設計+市場驅動+硬科技攻堅”的三元模式，是突破“卡脖子”困境、實現科技自立自強的有效路徑。未來十年，腦機接口技術將成為中國引領全球創新的關鍵發力點。（作者單位：國家知識產權局專利局專利審查協作廣東中心）

（文章來源：《創意世界》2026年3月號）

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編校：苑寶平

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