七部門:到2027年,腦機接口關鍵技術取得突破
新京報訊 8月7日,工業和信息化部等七部門發佈關於推動腦機接口產業創新發展的實施意見。以下爲全文:
腦機接口通過在腦與機器之間建立信息通道,實現生物智能與機器智能的協同交互,是生命科學和信息科學融合發展的前沿技術。當前,腦機接口創新成果持續涌現,產業加速壯大,正孕育顛覆性突破,已成爲科技創新和產業創新深度融合的重要領域。爲把握新一輪科技革命和產業變革機遇,推動腦機接口產業高質量發展,加快形成新質生產力,高水平賦能新型工業化,有力支撐現代化產業體系建設,制定本實施意見。
一、總體思路
以習近平新時代中國特色社會主義思想爲指導,深入貫徹黨的二十大和二十屆二中、三中全會精神,立足新發展階段,貫徹新發展理念,推動構建新發展格局,統籌發展和安全,以提升腦機接口產業創新能力爲主攻方向,以生命科學與信息科學協同發展爲驅動,以開拓應用場景爲牽引,以打造高性能整機產品爲抓手,加強前瞻謀劃和政策引導,加快培育形成未來產業新賽道。
到2027年,腦機接口關鍵技術取得突破,初步建立先進的技術體系、產業體系和標準體系。電極、芯片和整機產品性能達到國際先進水平,腦機接口產品在工業製造、醫療健康、生活消費等加快應用。產業規模不斷壯大,打造2至3個產業發展集聚區,開拓一批新場景、新模式、新業態。
到2030年,腦機接口產業創新能力顯著提升,形成安全可靠的產業體系,培育2至3家有全球影響力的領軍企業和一批專精特新中小企業,構建具有國際競爭力的產業生態,綜合實力邁入世界前列。
二、加強基礎軟硬件攻關
(一)創新腦信號傳感元件。研發面向硬腦膜上、硬腦膜下、大腦皮層內等不同區域的植入式電極,探索腦血管介入式電極,強化材料的穩定性和可靠性,研製專用製備和封裝工藝,提升電極通道數、生物相容性、空間分辨率和信噪比。加快高可用、自適應調節的非植入式電極研發,發展低阻抗、薄介質的新型電極材料,提升電極便捷性、舒適性和易用性。創新基於光、電、磁、超聲、化學的新型腦信號傳感器,突破單模態信號侷限,提高腦信號感知能力。
(二)突破關鍵腦機芯片。發展高通道、高速率腦信號採集芯片,強化模數轉換、通道管理和噪聲抑制,增強腦信號採集放大能力。研發高性能、超低功耗腦信號處理芯片,強化並行處理能力,推動感知、計算和調節等功能的一體化集成。研發超低功耗、高速率、高可靠的通信芯片,提升腦信號傳輸和抗干擾能力。
(三)夯實軟件工具底座。完善腦信號編解碼軟件,降低編碼過程的認知負荷,應用人工智能技術強化解碼能力和任務迭代優化能力,提升編解碼準確率、響應速率和場景通用性。開發專用控制交互軟件,提升設備控制和神經調控的精準度,增強多任務協同處理能力。構建專用操作系統和通用軟件平臺,實現多模態數據集成、編解碼算法兼容和交互軟件可編輯功能,優化用戶使用體驗。
●專欄1 核心軟硬件強基工程
高集成度元器件。開展高集成度電子封裝技術研究,降低集成芯片的功耗和噪聲,打造感知—計算—調節一體化的腦機接口芯片。推動植入式電極和信號採集芯片集成,研製高密度饋通器件,推動電極、芯片、供電單元一體化,滿足超柔性神經電極通道傳輸需求。發展片上腦機接口智能交互器件,探索混合智能和類腦計算新方案。
範式編碼軟件。加快突破混合範式協同控制技術,面向感知覺、運動、語言、情感等範式開發專用編碼軟件,提升心理認知、情感分析和干預治療能力。設計自然無感的新型交互方式,打造用戶友好的編碼軟件,降低外部刺激影響。
神經解碼軟件。開展基於人工智能技術的解碼算法研究,突破微弱神經信號獲取、腦電特徵識別、腦機指令快速解碼、精細運動解碼、視聽覺解碼等技術,實現腦意圖的高效精準識別。開展神經解碼的遷移學習方法研究,減少樣本數據依賴,提升解碼軟件的跨設備、跨被試、跨任務能力。
三、打造高性能產品
(四)加快植入式設備研發突破。探索集成高密度神經記錄傳感器、超低功耗植入式芯片的新型產品,創新腦意圖識別功能,提高控制精度和響應速度。完善單向和雙向深部腦刺激器、反應式電刺激器、人工耳蝸等成熟產品,提升信號採集和功能調控準確度,強化神經刺激功效。
(五)推動非植入設備量產迭代。創新額貼式、耳貼式、入耳式、髮夾式等產品形態,推動非植入產品向輕量化、高速率、低功耗發展。研製頭盔、頭顯、眼鏡、耳機等集成式腦機接口產品,通過與已有生活消費產品融合發展,支持非植入產品的迭代應用和規模化推廣。
(六)發展輔助設備。研發輔助生理信號設備,通過腦信號與肌電、眼電、心電、近紅外等多模態信號的融合,提升交互控制和感知覺評估的精準度。研發用於植入腦機接口的高精度手術機器人,突破亞微米級精度控制與動態調整技術,提升區域精準實時成像與三維重建能力。
●專欄2 整機精品工程
感知評估類產品。研發便攜式、可穿戴的感知採集設備和評估系統,融合處理肌電、眼電、心電等多模態信號,實時分析、可視化反饋數據,實現對睏倦、注意力不足、反應遲緩、異常體態等高效感知與評估,幫助用戶做出改善性反饋調控。
情緒檢測類產品。開發基於腦電的情緒狀態檢測系統,支持圖像、音視頻等多模態信息的情緒評估任務,利用人工智能算法提升情緒分類的準確性,實現情緒的實時檢測與評估,完善情緒閉環調節功能。
控制交互類產品。研發腦控機器人、腦控計算機、腦控家電等產品,強化控制精度、響應速度和交互友好性,實現複雜任務應對能力。開發基於腦電信號反饋的外骨骼產品,強化控制方式的直觀性和精準性。
安全識別類產品。開發綜合腦電等生理特徵信號的安全識別系統,突破可穿戴設備身份識別技術,探索腦機身份驗證技術在安全認證與支付交易等場景的應用,提升安全性和隱私保護水平。
神經調控類產品。持續完善電磁刺激的自適應神經調控產品,前瞻佈局基於光和超聲等神經反饋調控方式產品,實現神經和精神類疾病治療,探索情緒調節、康養保健、認知提升等方面應用。
感知重建類產品。研發多通道視聽覺皮層神經信息檢測與刺激系統,實現視聽覺重建和增強。
四、推動技術成果應用
(七)推廣產業創新成果。組織開展重點任務揭榜掛帥,支持優勢單位舉辦高水平賽展會,全面發掘創新成果。定期遴選技術先進、成效顯著、可複製推廣的典型案例,發揮引領帶動作用,推動腦機接口應用形成規模化效益。組織產業供需對接活動,打造行業賦能對接平臺,打通行業應用壁壘,加快創新成果落地。
(八)提升檢測和中試能力。支持檢測評估機構發展,建立產品測試規範,研發腦信號檢驗檢測專用儀器,完善評測配套工具,搭建腦機接口器件和系統的試驗環境,加強試驗驗證平臺建設,提升產品應用檢測能力。佈局建設產品中試平臺,加速新產品研發和產業化應用,增強信號採集處理與算法驗證能力,提高產品的互操作性和易用性,提升產品質量。
●專欄3 應用拓展工程
挖掘工業製造應用。引導研發設計、生產製造、運維管理等工業重點環節應用,構建生命機械一體化的工業元宇宙,創新依託腦機接口的工業裝備和機器人控制方案。推動危險品、核能、礦山、電力等重點行業先試先用,建設工業安全管理平臺,預警缺氧、中毒、昏厥等事件,保障生產和人員安全。面向深海、深空、高原、高寒等特殊工業場景需求,降低設備操作門檻,建立“一對多”“多對多”的人機交互模式,提升複雜場景作業效率。
加快醫療健康應用。面向神經退行性疾病、精神類疾病等臨牀診療場景,探索病理和生理學機制,創新神經調控技術,有效提升疾病診療效果。面向肢體運動、語言、感覺缺陷患者的康復需求,打造運動輔助、交流輔助和感知覺恢復等新方案,提高患者康復質量。面向腦疾病預防、健康管理等場景,通過腦機接口產品實時監測分析大腦活動特徵,預防潛在健康問題,減少患者重症風險。
探索生活消費應用。圍繞數字消費新場景,強化遠程操控、虛擬感知、沉浸交互等能力。圍繞交通安全需求,利用腦機接口監測駕駛員生理狀態,及時提醒睏倦、注意力不足、反應遲緩等異常狀態,降低交通意外發生概率。圍繞體育訓練和腦智培育等場景需求,優化多體徵健康監測與管理方案,依託腦神經效率評估系統打造個性化的賽訓體系,提升訓練效果和競技水平。
五、壯大創新主體
(九)培育優勢企業。發展壯大腦機接口領域領軍企業,支持組建產業創新聯合體,牽頭承擔國家科技重大專項等任務。促進腦機接口中小企業創新供給,加快培育科技和創新型中小企業、高新技術企業、專精特新中小企業、專精特新“小巨人”企業、製造業單項冠軍企業以及瞪羚企業、獨角獸企業等,實施啓航企業培育工程,完善企業梯度培育體系。推動大中小企業融通創新,鼓勵領軍企業開放算法框架、公共數據和共性技術,爲企業共同成長營造良好環境。
(十)完善創新載體。支持建設國家制造業創新中心、國家技術創新中心、國家新興產業創新中心、國家產業技術工程化中心、全國重點實驗室、國家臨牀醫學研究中心,凝聚產學研各界優勢力量,提升腦機接口關鍵共性技術供給能力。依託產業聯盟、行業協會等組織,促進腦機接口技術交流、供需對接、國際合作,深化創新鏈產業鏈資金鍊人才鏈融合。建設開源社區,加強對重點開源項目的支持力度,匯聚全球開發者協同創新。
(十一)推動產業集聚。引導創新要素向基礎好、潛力大的地區匯聚,立足各地特色和產業優勢,分級分類建設孵化器和產業園等,打造創新能力強、應用場景佳的優勢集聚區,推動產業鏈上下游集聚發展。推動腦機接口與人工智能、新材料、機器人等領域企業合作,開展技術應用聯合攻關,構建跨領域協作的創新環境。
六、提升產業支撐能力
(十二)強化標準引領。建立腦機接口技術標準體系,佈局標準化發展路線圖。各部門依職責組織制定技術標準、產品標準、服務標準、測試標準,結合產業發展需求加快重點標準研製。深入開展標準宣傳推廣,促進標準落地實施。積極參與國際標準制定,大力推動我國標準“走出去”。
(十三)健全安全保障。持續推動倫理研究,建立健全部門協同、社會參與的治理體系,促進技術創新和科技倫理協調發展。建立數據治理框架,規範對用戶信息的收集、存儲、使用等行爲,防止腦隱私泄露,提升生物數字信息安全防護能力。
(十四)優化人才培養。加強相關學科專業人才培養,佈局建設未來技術學院、現代化產業學院等特色學院。鼓勵企業與高校、科研院所、醫療機構等合作,共同培養跨學科的複合型工程型人才,增強高水平人才供給。建設卓越工程師實踐基地,加強職業教育和技術培訓,大力培育產業應用型技能型人才。加強海外人才交流引進,健全人才服務體系,確保人才引得來、留得住。
七、保障措施
(十五)強化統籌協調。在中央科技委領導下,強化部門協同,統籌推進技術攻關、產業發展、行業應用、安全治理等工作。深化央地協作,優化產業佈局,鼓勵地方結合實際制定針對性、可操作的政策舉措,因地制宜推動技術創新和產業發展。
(十六)加強政策支持。加強腦機接口技術攻關和應用示範,推動佈局實施一批重大項目,強化協同攻關能力。推動國家制造業轉型升級基金、國家中小企業發展基金等加大投入,實施“科技產業金融一體化”專項,發揮國家產融合作平臺作用,帶動更多資本投入。對植入式腦機接口醫療器械等重點產品加大註冊指導,給予優先支持。用好首臺(套)、首批次保險補償政策,加快產業化落地。
(十七)深化國際合作。匯聚國內外創新資源,加強技術研發和產業交流,鼓勵國外企業和機構在國內設立研發中心和製造基地等,加速產業國際化發展。支持開拓海外市場,推廣優秀產品和解決方案,打造國際化的產業發展模式。支持我國企事業單位參與國際會議,積極貢獻中國產品、中國方案和中國智慧。
編輯 劉佳妮