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中國科學院空天信息創(chuàng)新研究院傳感器技術全國重點實驗室，以腦機接口核心器件與系統(tǒng)為突破口，探索“自主研發(fā)+用戶服務”協(xié)同發(fā)展新路徑，精準破解行業(yè)痛點，推動前沿技術與腦科學、生物醫(yī)藥等領域深度融合，為我國腦機接口產(chǎn)業(yè)從實驗室走向產(chǎn)業(yè)化、從技術突破走向場景落地提供關鍵保障，成為激活新質(zhì)生產(chǎn)力的重要支撐。

當前，腦機接口技術已成為全球前沿科技競爭的核心賽道，顛覆性技術的持續(xù)突破正加速重構新一代產(chǎn)業(yè)發(fā)展版圖，其發(fā)展呈現(xiàn)出政策戰(zhàn)略化、技術多元化、產(chǎn)業(yè)標準化、應用場景化的鮮明趨勢，千億元級產(chǎn)業(yè)生態(tài)雛形漸顯，產(chǎn)業(yè)發(fā)展正在進入戰(zhàn)略機遇期。作為生命科學和信息科學融合發(fā)展的前沿技術，腦機接口通過在腦與機器之間建立信息通道，實現(xiàn)生物智能與機器智能的協(xié)同交互，正孕育著顛覆性突破，成為科技創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新深度融合的重要領域。

在此背景下，中國科學院空天信息創(chuàng)新研究院（以下簡稱“空天院”）構建的腦機接口設計加工測試平臺，成為破解產(chǎn)業(yè)發(fā)展瓶頸的核心抓手。

在空天院學術委員會主任吳一戎的指導下，空天院傳感器技術全國重點實驗室建立了由蔡新霞研究員領銜的微納傳感技術創(chuàng)新研究群體，匯聚了羅金平、劉軍濤、宋軼琳、王蜜霞、徐兆杰、陸澤營、賈千里等一批優(yōu)秀的腦機接口核心器件與儀器系統(tǒng)青年交叉人才。該團隊自2002年承擔國家863計劃納米重大專項以來，始終聚焦高分辨神經(jīng)信息檢測與精準調(diào)控難題，長期深耕腦機接口核心器件和系統(tǒng)研發(fā)，探索了一條自主創(chuàng)新發(fā)明之路，構建起從設計、制造、測試到臨床應用的腦機接口全鏈條概念驗證平臺，積淀了深厚的技術和平臺優(yōu)勢。

筑牢平臺建設核心基石

高品質(zhì)公共技術中心建設，是自主科技創(chuàng)新發(fā)展的內(nèi)在需求，更是腦機接口平臺核心競爭力的重要支撐?？仗煸核壒布夹g服務中心，是經(jīng)過整合原電子學研究所、光電院等3個所級中心資源組建而成，旨在建設高水平技術支撐平臺，提供共性通用技術服務和開放資源共享，為腦機接口平臺建設提供堅實保障。

目前，該中心下設傳感器與微系統(tǒng)平臺、計量檢測中心、精密制造中心和檢驗中心等六大平臺，配備各類設備206臺，其中173臺套對外開放共享，具備從核心器件與系統(tǒng)電路設計、MEMS（微機電系統(tǒng)）工藝加工到機電一體化制備的全鏈條技術能力和多學科交叉科研優(yōu)勢，為腦機接口產(chǎn)業(yè)規(guī)?；l(fā)展提供硬件支撐。

腦機接口核心器件等傳感器與微系統(tǒng)平臺，是擁有萬平方米包括國家級MEMS工藝超凈線、設計仿真區(qū)和測試區(qū)在內(nèi)的研發(fā)平臺，配備多功能鍍膜機、雙面光刻機、深刻蝕機等核心微納加工設備以及膜片鉗、激光共聚焦顯微鏡、多通道神經(jīng)信息記錄儀等腦機接口測試驗證設備，形成了標準化加工工藝規(guī)范，具備硅基與非硅基微結(jié)構器件加工測試能力，并能實現(xiàn)對神經(jīng)元、腦片及在體神經(jīng)環(huán)路電活動的高保真記錄與分析，為腦機接口研發(fā)提供一流設備基礎和實驗條件，從而可同時支撐侵入式、非侵入式等多元技術路線研發(fā)測試。

精密制造中心、計量檢測中心和檢驗中心具備完善的檢測能力，可為中國科學院系統(tǒng)、各地高校以及社會其他科研機構提供檢驗檢測技術服務。其中，精密制造中心能滿足各類微傳感器對精密制造的需求；計量檢測中心和檢驗中心擁有CMA、CNAS、DILAC等第三方檢測資質(zhì)，可提供環(huán)境模擬試驗、校準、項目驗收評測和標準化服務，支撐建設貫通全鏈條的腦機接口研發(fā)與轉(zhuǎn)化平臺，適配行業(yè)標準化發(fā)展需求。

破解產(chǎn)業(yè)研發(fā)核心痛點

腦機接口技術從研發(fā)到成果轉(zhuǎn)化的創(chuàng)新突破，離不開核心器件、算法開發(fā)、系統(tǒng)集成的全方位技術支撐，更需要打通從設計加工到測試驗證的全流程鏈路。當前，核心器件制備、標準化驗證、跨場景適配成為產(chǎn)業(yè)核心需求，而研發(fā)難、轉(zhuǎn)化慢、落地險等痛點仍制約發(fā)展。作為產(chǎn)業(yè)“基礎設施”，空天院腦機接口設計加工測試平臺聚焦痛點，構建起覆蓋器件設計、微納加工、系統(tǒng)集成、合規(guī)測試的全鏈條技術支撐體系，成為技術創(chuàng)新的核心引擎。

空天院相關研究團隊整合多領域高端資源，依托國家重大項目沉淀的技術基礎，建立成熟的MEMS標準工藝體系，建成貫通“腦機接口器件設計與微納加工—性能與有效性測試—動物驗證與安全性評價—臨床試驗與標準化服務”的全鏈條研發(fā)與轉(zhuǎn)化平臺，在百道到萬道核心器件、關鍵儀器研發(fā)方面取得國際領先原創(chuàng)性成果，為產(chǎn)業(yè)標準化、規(guī)?；l(fā)展提供了技術范本。

例如，基于MEMS技術，空天院在國際上首次研制出嚙齒類、非人靈長類雙?；铙w植入式神經(jīng)探針、高密度皮層電極、離體腦機接口微電極陣列等一系列核心器件，實現(xiàn)高密度微電極陣列等可控制備，推動電極檢測向微型化、高時空分辨率、高通量方向發(fā)展，契合行業(yè)技術多元化趨勢。

針對長期穩(wěn)定性、高通量信號記錄等核心難題，空天院相關研究團隊研制的“多層次調(diào)控與高通量神經(jīng)信號同步檢測儀器”，在雙模檢測模式、高時空分辨率方面優(yōu)勢顯著，解決了細胞水平雙模神經(jīng)信號難檢測的國際難題，為打破國外壟斷、避免“卡脖子”奠定基礎，且經(jīng)多場景驗證，可靠性突出，為腦機接口技術的全鏈條創(chuàng)新提供全方位、精準化的技術支撐，夯實了產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的技術基礎，可有效支撐跨場景應用的技術研發(fā)與驗證。

目前，空天院相關團隊研制腦機接口器件與系統(tǒng)的有效性，已在嚙齒類和非人靈長類等在體檢測實驗中得到充分驗證和規(guī)模化應用。相關成果技術通過了中國電子學會科技成果鑒定，被認定為“打破國外壟斷、具有完全自主知識產(chǎn)權，核心技術指標國際領先”；已在中國航天員科研訓練中心、北京大學神經(jīng)科學所等35家國家級 / 省部級重要科研基地和5家企業(yè)獲得推廣應用，成功應用于國際首次“地星二號”90天頭低位模擬失重人體實驗，為航天醫(yī)學重大工程提供支撐。相關器件還通過了權威資質(zhì)機構的安全性測試評價和多家三甲醫(yī)院倫理審批，在哈爾濱醫(yī)科大學第一附屬醫(yī)院完成腦膠質(zhì)瘤手術臨床試驗，為深部病變精準手術導航提供了新技術，助力醫(yī)療成為腦機接口落地核心場景。

加速產(chǎn)業(yè)高效迭代落地

腦機接口產(chǎn)業(yè)化落地的關鍵，是實現(xiàn)技術從原型到產(chǎn)品化、從臨床前研究到市場化的高效迭代。空天院以數(shù)據(jù)賦能為突破口，整合多維度核心數(shù)據(jù)，打造快速打樣與小批量試制能力，避免傳統(tǒng)研發(fā)長周期循環(huán)，實現(xiàn)技術原型快速迭代；構建從離體測試、動物模型在體測試到臨床前驗證的全階段評估體系，為產(chǎn)品研發(fā)提供科學數(shù)據(jù)支撐；依托大數(shù)據(jù)與人工智能，精準預判研發(fā)問題與落地風險。同時，打造合規(guī)測試體系，為相關產(chǎn)品通過NMPA、FDA等認證提供支撐，打通轉(zhuǎn)化通道，推動腦機接口產(chǎn)品快速走向市場。

腦機接口產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展，離不開產(chǎn)學研醫(yī)的深度協(xié)同創(chuàng)新?？仗煸罕帧百Y源共享、協(xié)同創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)集聚、生態(tài)共生”理念，探索多主體協(xié)同運營模式，成為推動產(chǎn)學研醫(yī)深度協(xié)同的核心樞紐。同時，橫向貫通高校、科研院所、龍頭企業(yè)資源，縱向聯(lián)通產(chǎn)業(yè)鏈上下游，開放高端設備與技術成果，降低中小企業(yè)研發(fā)門檻，避免重復投資；聯(lián)合多方開展協(xié)同創(chuàng)新，搭建技術交流、成果轉(zhuǎn)化、人才培養(yǎng)平臺，培育復合型人才，形成“研發(fā)—測試—轉(zhuǎn)化—產(chǎn)業(yè)化”的良性循環(huán)。

依托我國臨床資源豐富、醫(yī)療服務納入多地醫(yī)保的優(yōu)勢，空天院推動技術與臨床深度融合，加速醫(yī)療場景落地；積極參與行業(yè)標準制定，推動器件性能、測試標準等技術規(guī)范完善，助力產(chǎn)業(yè)標準化發(fā)展，吸引上下游企業(yè)集聚，構建完整產(chǎn)業(yè)生態(tài)，提升產(chǎn)業(yè)整體競爭力，契合“政產(chǎn)學研醫(yī)用”協(xié)同發(fā)展趨勢。

激活新質(zhì)生產(chǎn)力發(fā)展動能

作為連接前沿技術與規(guī)模化落地的核心樞紐，空天院腦機接口設計加工測試平臺通過全鏈條技術支撐、全周期迭代驗證、全生態(tài)資源整合，大幅縮短技術產(chǎn)業(yè)化周期，在醫(yī)療康復、工業(yè)智造、特種作業(yè)等領域?qū)崿F(xiàn)應用突破，精準契合行業(yè)場景化發(fā)展趨勢。在醫(yī)療領域，為腦卒中康復、神經(jīng)退行性疾病治療等產(chǎn)品提供研發(fā)測試支撐，推動臨床轉(zhuǎn)化；在工業(yè)領域，助力腦控機械臂等產(chǎn)品創(chuàng)新，推動工業(yè)智能化升級，并依托航天醫(yī)學技術積累為極端環(huán)境下的人機協(xié)同提供技術支撐，持續(xù)拓展技術應用邊界。

截至目前，該平臺已為由空天院牽頭并與浙江大學、復旦大學、上海瑞金醫(yī)院共同參與的國家交叉重大項目以及國家科技創(chuàng)新2030-“腦科學與類腦研究”重大項目的實施提供了重要條件平臺，并與天壇醫(yī)院、宣武醫(yī)院、中日友好醫(yī)院、北京大學第一醫(yī)院、哈爾濱醫(yī)科大學第一附屬醫(yī)院等多家三甲醫(yī)院成功開展腦機接口臨床前與臨床試驗，加速核心技術與產(chǎn)品落地，推動產(chǎn)業(yè)集聚，帶動人才就業(yè)與技術創(chuàng)新，示范效應日益凸顯。

空天院腦機接口設計加工測試平臺相關負責人表示，未來，將持續(xù)深化技術創(chuàng)新，完善企業(yè)全生命周期服務生態(tài)，精準破解技術創(chuàng)新、場景落地等發(fā)展難題，聚焦核心器件自主可控、行業(yè)標準制定、跨場景適配三大方向，助力產(chǎn)業(yè)突破瓶頸、構建完善生態(tài)，為新質(zhì)生產(chǎn)力注入持久動能，推動我國腦機接口產(chǎn)業(yè)在全球競爭中占據(jù)制高點，實現(xiàn)從醫(yī)療剛需到全民普惠的跨越。

作為腦機接口領域技術研發(fā)的“孵化器”、成果轉(zhuǎn)化的“加速器”與產(chǎn)業(yè)生態(tài)的“黏合劑”，該平臺有效破解了核心器件制備難、轉(zhuǎn)化周期長、應用風險高等行業(yè)發(fā)展瓶頸，精準適配產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢，為我國在全球腦機接口賽道牢牢占據(jù)技術制高點與產(chǎn)業(yè)主動權提供堅實支撐，成為推動科技賦能產(chǎn)業(yè)、培育新質(zhì)生產(chǎn)力的重要典范。

（中國科學院空天院供稿、供圖）