中国脑机接口技术的领跑之路|人工智能|信号|神经网络|算法|脑机接口|脑电

脑机接口技术在类脑学习机制和意识建模等关键领域的基础理论研究仍依赖欧美国家的研究，脑电信号与行为意图的映射关系极其复杂，如何精准翻译脑电信号还面临诸多挑战。

脑机接口通过解码脑电信号与外部设备交互，是神经生物学与信息技术深度融合的颠覆性创新领域，已成为驱动科技突破、产业创新升级的核心领域和关键引擎。脑机接口技术作为连接生物神经系统与外部信息系统的前沿科技，能够实现神经智能与数字智能的闭环整合，该技术正逐渐从科幻概念走进现实生活，已成为全球科技竞争的前沿热点。

知识产权保护现状

2016年中国“脑计划”作为重大科技创新项目进行了前瞻性布局，旨在通过解析大脑认知功能，推动脑重大疾病的研究及人工智能技术的发展。2017年进一步明确为“一体两翼”的战略规划和发展路径。2021年，中国“脑计划”正式启动。2023—2025年国家层面密集出台多项政策支持脑机接口的发展，包括将脑机接口列为重点发展领域、对脑机接口的研发活动提出伦理和安全要求、对以脑机接口设备为代表的高端医疗器械实施优先审评审批和创新特别审查、着力推动脑机接口等创新成果向成熟产品和规模化应用的快速转化和突破等。

2025年7月我国印发了第一个专门面向脑机接口的国家级系统性政策，覆盖技术研发、产品创新到应用落地的全链条。国家政策呈现出“规划引导、标准先行、应用驱动、审评加速”的鲜明特征，旨在构建从技术研发、产品转化到临床应用的全链条政策支持体系，力求以脑机接口等高端医疗器械为牵引，加速构建从技术研发到市场应用的产业化进程。

地方层面，北京、上海、广东等创新资源集聚地区率先行动，出台专项政策，加速脑机接口产业培育与生态构建。各省市根据自身产业基础和资源优势，制定了多元化的技术路径和发展路线：广东省于2024年9月明确提出构建“未来生命健康”产业集群，将“脑科学与脑机接口”列为重点细分领域之一，要求广深港、广珠澳“双廊”协同攻关，建设未来产业先导区；广东省深圳市将“脑科学与类脑智能”列为八大未来产业之一；北京市提出到2027年突破脑机接口电极、芯片、算法等关键技术，到2030年初步形成产业生态，北京凭借丰富的科研资源与高水平研发机构，在专利申请量上全国领先，侧重技术原始创新与高端突破；上海市亦明确加速产品化与产业链培育，开展柔性电极、低功耗芯片、植入式材料等关键部件研发，加快临床资源整合与产业落地，推动创新链与产业链深度融合。国家层面加强顶层设计和战略引导，地方层面相继出台配套落实措施，共同构建了支持脑机接口技术研发与产业化的体系化政策框架，推动了该产业进入规模化、产业化发展的新阶段。

通过对国内脑机接口领域的近10年的专利申请进行统计（专利数据检索截止时间为2025年12月31日），与脑机接口相关的专利申请共33135件，从2015年的1558件快速增长到2025年的3963件，年专利申请量较大，专利涉及信号采集、神经调控、脑控外设、接口器件等技术，专利申请量情况如下表，从表中可以看出从2015年开始，我国涉及脑机接口的专利的申请量呈加速增长的态势，专利申请总量处于高位，体现了脑机接口相关技术的研发热度逐年增加，创新活力持续增强，创新主体重视专利布局，脑机接口技术发展迅速，行业处于快速发展阶段。

从“芯片卡脖子”到“自主可控”

芯片的研发与应用是脑机接口的关键核心技术。过去，中国在脑机接口芯片领域长期依赖进口，面临“芯片卡脖子”的问题。然而，近年来我国科研团队在这一领域实现了从跟跑到并跑再到领跑的跨越，并实现了尖端芯片技术的自主可控。

首先是类脑芯片。清华大学施路平团队从脑科学的基本原理出发，提出了异构融合的天机类脑计算芯片架构，研发出新一代产品“天机芯”（Tianjic），支持脉冲神经网络与人工神经网络协同计算，国际知名学术期刊《自然》杂志以封面文章形式发表了相关论文，这是我国人工智能发展进程中的重要时刻。浙江大学研究团队从模拟生物神经网络的工作原理出发，研发了达尔文系列芯片，是神经拟态类脑计算芯片的代表，具有强抗干扰、易于量产、低功耗、轻量化、处理效率高等优点，能够摆脱对传统高功耗算力的依赖以及支持更复杂的脑电信号解码任务，从架构、设计到工具链，拥有完整自主知识产权，推动了脑机接口产品的产业化落地。

天机芯

然后是脑机接口。脑电信号是脑机接口中使用最多的信号，根据信号采集电极与大脑皮层的相对位置及侵入程度，脑机接口技术主要存在三种技术路径，具体为非侵入式脑电采集技术、半侵入式脑电采集技术和侵入式脑电采集技术。非侵入式脑电采集技术通过在头皮表面放置电极阵列，在颅外通过导电介质记录脑电活动，无需侵入大脑，安全性高，设备佩戴和操作相对简单，适合长期监测；半侵入式脑电信号技术采集时需将电极置于硬膜外或硬膜下，贴近大脑皮层但无需穿透脑组织，手术风险较低，可移除性较强，适用于短期临床监测；侵入式脑电信号采集技术利用与大脑皮层或灰质直接接触的电极采集脑电信号，需通过外科手术将电极植入，具有较高复杂性，但时空分辨率高，适用于复杂神经活动的解码。

近年来，我国在该关键技术领域的研究取得了显著进展，实现了系列突破，整体研发水平和自主化能力得到显著提升，其中，最具代表性的是“北脑一号”智能脑机系统，该系统采用柔性贴膜电极阵列，贴覆于颅骨内硬脑膜外，信号通量远超同类半侵入式脑机接口。非侵入式BCI的典型代表是“脑语者”芯片，由天津大学研发，“脑语者”D系列在神经信息解码精度和效率上取得了重要突破，不仅提升大脑与外部设备间通信的可靠性，更标志着我国在高端医疗设备实现了关键技术的自主可控。这些突破性的研究使得我国在脑机接口领域形成了从追赶到局部领先的态势。

最后是类脑算法。在类脑算法方面，我国也实现了从模仿到原创的突破。由上海交通大学和上海零唯一思科技有限公司共同完成的全球首个脑电大模型LaBraM，能够有效地捕捉脑电信号的时空特征，生成语义丰富的神经编码，实现通用表征学习，在基于脑电信号的异常检测、事件分类、情绪识别和步态预测等多个下游任务上，其性能超越了现有的深度学习模型。神经形态计算框架，华为昇思MindSpore支持SNN-ANN混合训练，成为全球首个开源类脑AI开发平台。

产学研协同的创新生态

脑机接口技术的快速发展依赖于多学科的交叉融合，包括神经科学、人工智能、电子信息、工程学等，产学研协同模式能够促进技术的快速迭代，为脑机接口技术发展提供核心驱动力。近年来，我国针对脑机接口技术的创新和产业落地，部署并实施多项政策支持，明确提出推动产学研协同创新，加速技术转化和产业化进程，推动脑机接口技术的临床应用研究，也形成了一批高校-企业联合体，展示了产学研协同在技术突破中的关键作用，推动人类智能与机器智能的深度融合。

军民融合推动了脑机接口技术在军事和民用领域的双向转化以及在不同市场领域的联动发展，该模式充分利用了军用和民用资源，实现了科研力量的协同创新。中国多地已发布脑机接口产业发展规划，推动了技术在医疗康复、军事国防等领域的应用，政策支持不仅加速了技术的商业化进程，也为军民融合提供了制度保障。

从“领跑”到“持续领跑”的挑战与对策

当前，对于脑科学的认知还存在局限，基础理论研究仍然存在不足。脑机接口涉及神经信号采集、处理和解码等多种复杂技术，脑机接口技术在类脑学习机制和意识建模等关键领域的基础理论研究仍依赖欧美国家的研究。脑电信号与行为意图的映射关系极其复杂，如何精准翻译脑电信号还面临诸多挑战。该领域高端设备有很强的依赖性，例如光刻机、高精度电极加工设备受制于ASML、德州仪器等，这种依赖构成了我国脑机接口领域实现技术自主的结构性制约，还对创新链构成了潜在风险。面对这样的局面，可以尝试以下举措：

首先要在基础研究层面突围。可以设立专项奖励，吸引全球顶尖学者，加强脑科学-物理-数学交叉研究，如清华“脑与智能实验室”，提高基础理论研究支撑能力，为脑机接口研究赋能；促进跨学科跨领域整合发展，突出融合发展的优势，形成合力推动脑机接口领域的全面升级；打造产学研融合平台，集中多方优势推动脑机接口技术的创新和实施，构建开放协同的国际网络，实现脑机接口基础研究的突围和跨越。

其次是产业链自主化。脑机接口产业链自主化是推动我国脑机接口技术与产业发展的重要战略方向，需从创新脑信号传感元件、突破关键脑机芯片、夯实软件工具底座、加强算法研究等四个方面发力，加强基础软硬件和关键核心技术攻关，以协同发展为驱动，以完善技术创新体系为抓手，促进技术创新与产业升级。芯片以及电极是脑机接口系统的核心部件，提升芯片的运算效率和功耗表现，是实现高性能脑机接口设备的关键，应联合国内龙头企业，通过政策扶持和资金支持，加速其技术突破和产业化进程，推动脑机接口芯片以及关键技术的国产化。

最后是联盟与标准建设。要推动成立国际类脑智能联盟，打造脑机接口未来产业集聚区，形成安全可靠的产业体系；规范脑机接口领域的行业标准，主导制定脑机接口数据安全标准，实现标准化对其进行技术引领，促进协同创新与规模化发展，增强产业协同与创新能力，助力产业化进程提速和技术应用落地；深度融入全球脑机接口标准化进程，推动国内脑机接口行业标准与国际相关标准接轨，提升我国脑机接口技术在全球市场的核心竞争力。

正如中国科学院院士蒲慕明所言：“加快布局类脑智能技术对于我国实现人工智能技术新突破具有重要的战略意义。”我国在脑机接口领域的发展会经历技术并跑期、局部领跑期、全面引领期，最终实现类脑智能技术与人类认知能力的深度融合，主导人机共生文明范式。随着人工智能等前沿技术的突破，正引领脑机接口技术走向新的发展阶段，中国从“跟跑”到“领跑”的实践表明：“顶层设计+市场驱动+硬科技攻坚”的三元模式，是突破“卡脖子”困境、实现科技自立自强的有效路径。未来十年，脑机接口技术将成为中国引领全球创新的关键发力点。（作者单位：国家知识产权局专利局专利审查协作广东中心）

（文章来源：《创意世界》2026年3月号）

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