腦機接口實現(xiàn)重大突破!其制造需要哪些機床設(shè)備?

時間:2026-02-12

來源:智能制造網(wǎng)

導(dǎo)語:據(jù)了解,腦機接口的制造涉及多種精密加工工藝,并需要多種類型的加工設(shè)備。其中,應(yīng)用較多的是光刻機(用于制造微電極陣列和芯片的圖案化結(jié)構(gòu))、薄膜沉積設(shè)備(用于在電極表面沉積生物相容性涂層)、微納加工設(shè)備(用于對微納結(jié)構(gòu)進行精確刻蝕和加工,實現(xiàn)電極的微細(xì)化和復(fù)雜結(jié)構(gòu)制造)等。

  “十五五”規(guī)劃建議明確將腦機接口列為六大未來產(chǎn)業(yè)之一,標(biāo)志著腦機接口從前沿技術(shù)探索升級為國家經(jīng)濟增長新引擎。當(dāng)前中國腦機接口產(chǎn)業(yè)布局呈現(xiàn)出多點發(fā)力、特色競逐的格局,多地正通過系統(tǒng)的政策引導(dǎo)、平臺搭建與生態(tài)培育,積極搶占這一戰(zhàn)略新興賽道。那么,這一新興產(chǎn)業(yè)需要哪些機床設(shè)備來助力其落地呢?

  重大突破

  據(jù)中國日報網(wǎng)消息,近日,西北工業(yè)大學(xué)常洪龍、吉博文科研團隊宣布,其研發(fā)的三維錐形碳基軟性大腦皮層電極陣列取得關(guān)鍵突破,成功破解長期制約行業(yè)發(fā)展的腦組織損傷、信號衰減、生物相容性差等核心難題,同時完成國際首次太空環(huán)境技術(shù)驗證,為腦機接口的臨床轉(zhuǎn)化與航天應(yīng)用開辟全新路徑,彰顯我國在微機電系統(tǒng)(MEMS)領(lǐng)域的頂尖創(chuàng)新實力。

  針對傳統(tǒng)微創(chuàng)植入式皮層電極柔軟度低、與腦組織接觸效果差、長期植入金屬易腐蝕甚至溶解失效等關(guān)鍵問題,西工大團隊歷經(jīng)多年潛心攻關(guān),創(chuàng)新研發(fā)出三維錐形碳基軟性大腦皮層電極陣列。

  動物實驗結(jié)果表明,該電極采集信號更加穩(wěn)定,關(guān)鍵性能較傳統(tǒng)金屬電極提升數(shù)百倍,能夠長期安全地進行刺激調(diào)控,并可在超高場核磁共振檢查中安全使用。目前,該電極已通過第三方醫(yī)療器械質(zhì)量檢驗院認(rèn)證,在生物相容性、長期植入穩(wěn)定性等方面滿足醫(yī)用標(biāo)準(zhǔn),為后續(xù)推進長期臨床應(yīng)用鋪平了道路。

  據(jù)悉,腦機接口是在腦與外部設(shè)備之間建立直接的通信渠道。常用于輔助、增強、修復(fù)人體的感覺-運動功能或提升人機交互能力,目前在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域試驗應(yīng)用。根據(jù)植入條件,腦機接口可分為侵入式、非侵入式和半侵入式三種。

  剛剛過去的2025年,被業(yè)內(nèi)稱為中國腦機接口發(fā)展“元年”。2025年5月,上海階梯醫(yī)療科技有限公司發(fā)布了超柔性微創(chuàng)植入式腦機接口系統(tǒng)的前瞻性臨床試驗進展;6月,南開大學(xué)教授段峰團隊牽頭開展的全球首例介入式腦機接口輔助人體患肢運動功能修復(fù)試驗完成;11月,武漢衷華腦機融合科技發(fā)展有限公司與華中科技大學(xué)同濟醫(yī)學(xué)院附屬協(xié)和醫(yī)院合作,完成完全自主研發(fā)腦機接口芯片的首例臨床植入手術(shù)……腦機接口技術(shù)創(chuàng)新愈加貼合患者需求,一系列臨床突破相繼落地。

  越來越多新技術(shù)加速從實驗室走向臨床

  近日,明視腦機科技(蘇州)有限公司發(fā)布自研的植入式腦機接口視覺重建系統(tǒng),為視覺障礙患者帶來復(fù)明新可能。

  中國科學(xué)院腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心與相關(guān)機構(gòu)合作開展的第二例侵入式腦機接口臨床試驗取得新進展,在技術(shù)上實現(xiàn)了從二維的屏幕光標(biāo)控制,到三維的物理世界交互的重大轉(zhuǎn)變。

  上海腦虎科技有限公司宣布,其自主研發(fā)的國內(nèi)首款、國際第二款內(nèi)置電池的全植入、全無線、全功能腦機接口產(chǎn)品,已成功完成首例臨床試驗。在與一位植入該產(chǎn)品的截癱患者的游戲?qū)?zhàn)中,該公司創(chuàng)始人兼首席科學(xué)家陶虎被意外擊敗?!拔覀儓孕牛X機接口不是炫技的工具,而是連接生命與希望的橋梁。”陶虎表示。

  在技術(shù)落地和政策利好的雙重推動下,資本對腦機接口領(lǐng)域的投資熱情持續(xù)攀升。據(jù)動脈橙數(shù)據(jù)庫不完全統(tǒng)計,2025年1-11月,我國腦機接口領(lǐng)域共完成24起融資,同比增長30%。而從近5年來看,我國腦機接口領(lǐng)域共發(fā)生近百起融資,融資總額超過百億元。

  中國電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究院數(shù)據(jù)顯示,2024年我國腦機接口市場規(guī)模為32億元,同比增長18.8%,預(yù)計到2027年將達(dá)到55.8億元,增長率為20%。

  今年年初,埃隆·馬斯克(Elon Musk)通過社交平臺宣布,其創(chuàng)辦的腦機接口公司Neuralink計劃于2026年實現(xiàn)腦機接口設(shè)備的大規(guī)模量產(chǎn)。

  腦機接口制造需要的機床設(shè)備

  據(jù)了解,腦機接口的制造涉及多種精密加工工藝,并需要多種類型的加工設(shè)備。其中,應(yīng)用較多的是光刻機(用于制造微電極陣列和芯片的圖案化結(jié)構(gòu))、薄膜沉積設(shè)備(用于在電極表面沉積生物相容性涂層)、微納加工設(shè)備(用于對微納結(jié)構(gòu)進行精確刻蝕和加工,實現(xiàn)電極的微細(xì)化和復(fù)雜結(jié)構(gòu)制造)等。

  同時還要用到以下幾類機床設(shè)備:

  精密激光加工設(shè)備:激光切割機、激光焊接機等,用于加工腦機接口的外殼、電極引線等部件,通過高精度的切割和焊接,保證設(shè)備的密封性和可靠性,同時減少對神經(jīng)組織的熱損傷。

  數(shù)控車床和銑床:用于加工腦機接口的機械結(jié)構(gòu)部件,如植入體的外殼、支架等,要求具有高精度和高表面質(zhì)量,以確保設(shè)備的穩(wěn)定性和生物相容性。

  磨床:用于對電極和芯片的表面進行精細(xì)磨削和拋光,降低表面粗糙度,提高電極的導(dǎo)電性和生物相容性,同時確保芯片的平整度和精度。

  電火花加工設(shè)備:電火花機(EDM)可用于加工高硬度材料的電極和部件,通過電蝕作用實現(xiàn)對復(fù)雜形狀零件的高精度加工,適用于腦機接口中一些特殊材料部件的加工需求。

  精密定位與運動控制設(shè)備:如高精度線性平臺、多軸控制系統(tǒng)等,用于腦機接口的植入手術(shù)機器人或?qū)嶒炘O(shè)備中,實現(xiàn)亞微米級的定位精度和動態(tài)穩(wěn)定性,確保電極能夠精準(zhǔn)植入大腦的特定位置。

  以上這些設(shè)備共同構(gòu)成了腦機接口制造的核心工藝裝備,其精度和性能直接影響腦機接口的質(zhì)量和可靠性。


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