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脑机芯片技术壁垒高 国内研发速度不断加快

2021-10-22 17:41      责任编辑:周圆    来源:www.newsijie.com    点击:
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脑机芯片技术壁垒高 国内研发速度不断加快

  脑机接口,可实现人或动物大脑与外部设备之间的信息交换,可广泛应用在医疗、教育、游戏、军工等领域。随着科技不断进步,脑机接口技术研究获得突破,科技巨头纷纷进入布局,新创公司不断增多,其概念得到了大力推广。根据新思界产业研究中心发布的《2021-2025年脑机芯片行业深度市场调研及投资策略建议报告》显示,预计到2025年,全球脑机接口市场规模将达到18.2亿元以上。脑机芯片是实现脑机接口的关键核心元件,其研发的重要性突出。
 
  简单来分,脑机接口可以分为侵入式与非侵入式两大类,侵入式脑机接口需要植入到大脑灰质中,可获取的神经信号质量更高,能够实现的功能更多,因此植入式脑机芯片更受关注。相较于非植入式脑机芯片,植入式脑机芯片需要具有高生物相容性、高性能稳定性、低噪声、低功耗等特点,技术壁垒更高。
 
  从生物相容性来看,由于需要植入到大脑内,若材料选择不适宜,脑机芯片会造成排异反应,而大脑是人体最重要的器官,因此脑机芯片的生物相容性要求高;脑机芯片植入大脑后,无法频繁更换电源,其电池寿命要求高,同时芯片本身能耗需极低,才能保证长时间工作;脑部神经信号幅度极小,脑机芯片需要具有低噪声、高质量特点,才能保证不干扰以及清晰读取大脑发出的信号。
 
  脑机芯片需要读取、分析、处理大脑发出的信号,并发出指令,所需要实现的功能越多,芯片的集成度越高。脑机芯片与外部设备进行信息交换存在延迟,为最大限度的降低延迟、让脑机接口顺畅工作、避免因延迟带来人身安全问题,所要实现的功能最好都集成在脑机芯片上,以提高其反应速度。但功能集成度越高,脑机芯片的制造工艺越复杂,能耗也越高,因此其设计难度大。
 
  在全球范围内,美国在脑机接口领域起步较早,脑机芯片技术研究处于领先地位。Neuralink是美国一家专业研究脑机接口技术的公司,2019年7月,推出首款自研N1 Link脑机芯片,2020年8月,推出新款Link V0.9脑机芯片,2021年4月,公司展示其最新研究突破,通过植入脑机芯片,一只猴子可以用大脑意念来玩电子游戏。
 
  我国在脑机芯片领域的研究速度也在不断加快,清华大学、东南大学、天津大学、复旦大学等高校均已展开研究,相关研究成果陆续问世。2019年5月,由天津大学和中国电子信息产业集团联合研发的首款脑机芯片“脑语者”正式发布;2021年4月,复旦大学研发出全无线侵入式64通道脑机接口芯片模组,实现了4米范围内64通道全带宽神经信号24小时不间断记录,产品的功耗、重量、成本大幅降低。
 
  新思界行业分析人士表示,脑机芯片可以帮助残疾者、神经退行性疾病患者、中风患者等恢复正常生活,仅从医疗领域来看即具有广阔市场前景。“十四五”国家重点研发计划“生物与信息融合(BT与IT融合)”重点专项中,高精度无创脑机编解码计算芯片体系被列入,将推动我国脑机芯片研究进一步深入,为脑机芯片产业化发展奠定基础。
 
关键字: 脑机接口 脑机芯片