我国科学家成功研发脑机接口机器人CyberSense

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城市快报网 时间:2025-04-28

近日,中国科学院自动化研究所脑图谱与类脑智能实验室脑机接口与融合智能团队取得重要进展,其自主研发的柔性微电极植入机器人CyberSense通过深圳市"脑解析与脑模拟"重大科技基础设施预验收。这一创新成果为科学家在实验动物大脑皮层中精确植入比头发丝更细更软的柔性微电极提供了可靠的技术支持,推动了脑机接口研究的发展。

△柔性脑皮层微电极植入机器人CyberSense

CyberSense创新性地采用了类似缝纫机的工作原理,能够在智能感知系统的引导下,以微米级的三维操作精度将厚度≤10微米、宽度≤100微米的超细柔性微丝状电极精准植入大脑皮层。这种独特的"缝纫式"植入方式不仅能灵活避开脑血管等敏感区域,还能确保多根电极的同时植入,显著提升了手术的安全性和效率。

植入后的柔性微电极能够实时采集大脑神经电信号,并通过微型芯片进行处理和传输。这些信号可以用于解析大脑的信息处理过程,并实现对外部设备的精准控制;同时,系统还可以利用微电流刺激特定神经元,调控脑功能活动。目前,CyberSense已成功应用于中科院半导体研究所和微灵脑机等机构开发的各种柔性微电极植入实验。

△猕猴大脑皮层植入手术

现代植入式脑机接口技术是一个高度交叉融合的领域,涵盖了电极设计、芯片集成、智能控制、通信技术和生物医学工程等多个方向。随着材料科学和微纳加工技术的进步,新型柔性电极在性能上有了显著提升,但植入难度也随之增加。特别是在需要高精度操作的大脑皮层植入中,完全依赖人工操作已经难以满足要求,因此高度自动化的植入机器人成为这一领域的核心技术装备。

△动物大脑皮层多电极植入效果

作为前沿科技领域的重要方向,植入式脑机接口技术在医疗康复和基础研究方面都展现出巨大潜力。它不仅为残障人士提供了更先进的神经调控手段,也为科学家深入探索大脑功能机制创造了新的工具。当前,该领域的核心挑战是如何在确保安全性的前提下采集更高质量的神经信号。

△已应用的柔性脑皮层微丝电极示例

目前的植入式脑机接口技术已经从传统的硬质电极发展到柔性电极时代。相比其他类型柔性电极,如表贴式薄膜电极或静脉介入支架电极,微丝状柔性电极具有独特优势:它能够直接接触神经元,从而获得更高保真度的电信号记录。

未来,脑与类脑实验室团队将继续深化研究,推动柔性电极植入机器人技术的系列化发展,为国内脑机接口技术和脑科学研究提供更多创新工具。这一方向的进步将为人类理解大脑功能、开发新型神经调控手段奠定重要基础。

责任编辑:晨峰
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