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“意念一動,腳真的就邁出去了。”近日,在天津大學腦機交互與人機共融海河實驗室(以下簡稱“腦機海河實驗室”)與天津市環湖醫院合作的全國首個腦機接口綜合臨床實驗病區,56歲的腦卒中患者張先生手持湯匙自主進食的場景,成為腦機接口技術從科幻走進現實的生動注腳。

經過8次“神工—靈犀指”上肢訓練和6次“神工—神甲”下肢外骨骼裝置訓練,曾右側功能嚴重受損的張先生,如今已能完成日常起居動作。這一康復奇跡的背后,是天津濱海高新區以腦機接口為核心的未來產業布局正在加速落地的結果。

作為“十五五”規劃前瞻布局的六大未來產業之一,腦機接口正成為重塑全球科技競爭格局的關鍵賽道。天津濱海高新區以腦機海河實驗室為核心引擎,正構建起“成果轉化—生態構建—產業集聚”全產業鏈發展模式,在渤海灣畔勾勒“用思想驅動機械”的科技藍圖。

開創“腦—機—體”協同新模式

2023年3月,腦機海河實驗室在天津濱海高新區揭牌,標志著我國腦機接口領域有了專業化國家級科研攻關平臺。

“腦機接口是創建大腦與外部設備間信息交互通道的跨學科技術,融合醫學、計算機、電子、機械等多個領域的前沿成果。”天津大學醫院管理處處長、腦機海河實驗室常務副主任倪廣健在接受記者采訪時表示,研發團隊首次創新性采用“腦—機—體”協同的神經功能重建思路,其腦電識別精度、控制指令數量和信息傳輸率3項核心指標均達到國際領先水平,構建了涵蓋核心電子器件、高端通用芯片、基礎軟件產品、關鍵底座系統在內的“核高基關”全技術鏈條創新體系并進行消費產品落地轉化,形成具有完整自主知識產權的國產化創新成果鏈條。

成立不足3年時間,腦機海河實驗室一系列技術突破不斷刷新行業紀錄:與清華大學合作研發的國際首個基于憶阻器神經形態器件的“雙環路”無創演進腦機接口系統,實現人腦對無人機的高效四自由度操控;全球首個片上腦機接口智能交互系統開創技術新分支,入選2024年度國內十大科技新聞;超大指令集高速率非侵入式腦機接口系統創造最大指令集的世界紀錄。

在應用場景拓展上,腦機海河實驗室更是多點開花。“神工—神光”無創顱內壓監測技術無需開顱即可精準測量,大幅度降低顱內感染風險;“神工—神篙”將腦積水診斷時間從傳統幾天縮短至30分鐘,顯著降低患者醫療支出;“神工—神心”實現抑郁等精神疾病的客觀診斷,“神工—神耳”為人工耳蝸植入提供閉環精準調參。截至目前,“神工”系列自主研發設備累計服務3000多名患者,讓“意念驅動”的康復夢照進現實。

構建“政產學研用”生態閉環

2026年1月31日,“腦機谷”拓展區首批企業入駐活動,在天津新智感知科技產業園舉行。

作為首批入駐企業代表,天津恒新啟明數字科技有限公司相關負責人湯旭鋒表示,未來,該企業將依托“腦機谷”在科研平臺、臨床資源和產業協同方面的綜合優勢,加快推進相關技術在醫療場景中應用落地。

據了解,“腦機谷”是圍繞腦機接口前沿技術布局建設的重要產業平臺,以腦機海河實驗室為核心創新源頭,聚焦腦機接口關鍵技術突破、臨床轉化和產業化應用,打造集科研、轉化和產業協同于一體的創新高地。其中,核心區即腦機海河實驗室,產業拓展區位于天津濱海高新區新智感知科技產業園。

2025年3月,天津濱海高新區獲批建設天津市首批未來產業先導區。其中,腦機接口產業是重點發展領域之一。

天津濱海高新區管委會副主任韓林表示,腦機接口是新一輪科技革命和產業變革的重要方向,天津濱海高新區將持續優化創新環境,加大政策支持和服務保障力度,全力推動“腦機谷”建設,形成具有核心競爭力的腦機接口產業集群。

腦機海河實驗室成立兩年多來,天津濱海高新區累計投入近10億元支持打造“1+1+N”產業載體,突破體制機制障礙賦予實驗室自主立項權和職稱評審權,并設立博士后科研工作站培育高端人才。2024年5月,國內首個腦機接口專項基金在天津市正式發布,首期規模10億元,為技術轉化注入充足金融活水。

在科研與產業深度融合中,一批優質企業加速成長。燧世智能研發的“腦電采集與事件相關電位系統”,成為在工業和信息化部等七部門印發《關于推動腦機接口產業創新發展的實施意見》后天津市首個獲批上市的腦機接口第二類醫療器械;中電云腦的腦電頭環專注力監測精度達90%,預計2026年實現量產;腦機海河實驗室孵化的中腦科技、瑙璣科技等企業快速成長,形成梯次發展的企業矩陣。

創新生態不斷完善,產業集聚效應持續凸顯。天津濱海高新區與天津市醫療器械質量監督檢驗中心合作設立國內首個腦機接口專用檢測平臺,增強我國技術自主可控性與國際話語權;天津大學開設全國首個腦機接口專業方向并正式招生,為產業發展培育復合型人才;與華為企業等合作開發基于腦機交互的新型娛樂游戲,搭建起跨醫療、教育、娛樂、國防等領域的智能生態產業平臺。

政策、資金與人才的多重賦能,讓天津濱海高新區迅速形成完整的腦機接口產業鏈條。目前,天津濱海高新區已形成從高性能器件、芯片、算法到系統集成和應用的全鏈條布局,以腦機接口創新產業為“線”,帶動金融鏈、創新鏈、產業鏈環環相扣、齊頭并進。

布局未來產業戰略高地

腦機接口一旦實現產業化及規模化應用,必將為人類生產生活方式帶來顛覆性變革,其發展必將成為影響未來世界經濟周期的重要變量之一。

業內專家表示,腦機接口技術在醫療健康、消費電子、軍事航天等多個領域均展現出巨大的應用前景和市場潛力。據行業預測,2026年全球腦機接口市場規模將達33億美元,中國市場將增至46億元,在醫療健康領域占比超56%,潛在市場空間高達1450億美元。

當前,我國腦機接口產業正處于新一代技術研發與產業化加速的關鍵機遇期。倪廣健說:“我們要清晰地認識到,目前我國腦機接口企業缺乏健全的技術鏈、完整的人才鏈,導致產業化能力較弱,從實驗室到日常實踐還有很長的路要走。”

“現階段,應鼓勵核心技術攻關和共性關鍵問題研究,開展具有原創性和顛覆性的‘無人區’前沿探索。”倪廣健告訴記者,在研究方向選擇上,應以市場為導向驅動腦機接口科技成果應用轉化和新質生產力發展,做“真有用、有大用”的腦機接口。同時,通過校企合作打通技術鏈、補全人才鏈。

在國家政策指引下,我國腦機接口產業正迎來發展黃金期。《關于推動腦機接口產業創新發展的實施意見》明確提出,到2030年培育2-3家有全球影響力的領軍企業,構建具有國際競爭力的產業生態。

“作為產業先行者,天津濱海高新區正積極實施國家戰略,進一步加大企業招引力度,推動產業規模翻倍,全力爭創國家級未來產業先導區。”天津濱海高新區相關負責人表示。