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2025年4月18日，中國科學院自動化研究所腦圖譜與類腦智能實驗室（簡稱“腦與類腦實驗室”）腦機接口與融合智能團隊自主研發的柔性微電極植入機器人產品——CyberSense通過深圳市“腦解析與腦模擬”重大科技基礎設施（簡稱“腦設施”）預驗收，助力科學家將“比頭發絲更細更軟”的柔性微電極植入實驗動物的大腦皮層，為腦機接口與腦科學研究提供關鍵支撐。

CyberSense是“縫紉機”式柔性電極自動植入機器人，具有多項自主知識產權，可靈活兼容不同規格的柔性微電極，應用于嚙齒類、非人靈長類等動物的大腦皮層植入。植入機器人可以在其智能感知系統的引導下，以微米級的三維操作精度，將多根厚度≤10微米、寬度≤100微米的微絲狀電極植入大腦皮層內，并靈活地避讓腦血管。由于植入過程是利用一根硬質針不斷上下穿梭、操作柔軟的微絲，類似于縫紉機的工作過程，所以國內外學者稱其為“縫紉機”式植入。植入后的柔性微電極可以將大腦的神經電信號傳導到微型芯片，由微型芯片對收集到的神經信號進行處理和通信，從中解析出大腦在執行的信息處理，并控制外部設備，也可以通過微電流刺激電極觸點附近的神經細胞，對腦活動進行調控。目前，CyberSense已成功支持了中國科學院半導體研究所和微靈腦機等研制的多種規格的柔性微電極植入，服務于腦機接口和神經電生理研究。

腦與類腦實驗室主任、腦機接口與融合智能團隊負責人余山研究員介紹，植入式腦機接口是一個高度交叉的領域，涉及電極、芯片、植入、通信、腦外科、人工智能、神經解碼等多種關鍵技術，需要多學科協作創新和集成攻關。隨著新材料和微納加工技術的進步，現在的植入式電極越來越微小和柔軟，能大大降低植入創傷和排異反應，但同時植入難度也越來越大，遠超人手和肉眼的能力極限，所以高度自動化的植入機器人成為了腦機接口領域的核心設備。

植入式腦機接口可以給殘障人士帶來高性能的意念控制、語音合成、視覺重建等技術福利，也可以協助科學家利用高通量信號研究大腦的工作原理。如何采集大量的高質量神經信號，并且盡可能降低植入帶來的安全風險，是植入式腦機接口技術面臨的核心問題。

深圳腦設施用戶代表、中國科學院深圳先進技術研究院正高級工程師、微靈醫療創始人李驍健博士介紹，植入式腦機接口已經由硬質電極時代進入到柔性電極時代，柔性電極有多種不同的類型，例如貼在大腦皮層表面的薄膜電極、從靜脈血管介入的支架電極等，各有千秋，相比之下，微絲狀柔性電極的優勢是，在植入大腦皮層內部后，電極與神經元直接接觸，能采集到高精度的神經元脈沖。

柔性微電極的寬度與頭發絲相仿，厚度僅為頭發絲的約1/10，楊氏模量非常低，這些特點導致了電極非常難以觀測和操作。植入時還要對植入點進行規劃選擇，避免損傷腦血管。此外，只植入一根柔性微電極，僅能采集單點、少量的神經信號，不足以支撐高性能腦機接口，植入多根柔性微電極可以覆蓋更多的神經元，提高神經信號的豐富性，但多電極植入的難度也會大大提高。

CyberSense項目負責人、腦與類腦實驗室秦方博副研究員介紹，通過發揮自動化所在智能感知和機器人控制方面的技術強項，植入機器人CyberSense具有自動化程度高、可植入數量多、空間定位準、時間效率高、使用方便快捷、靈活避讓血管的優勢，有效提高了成功率和植入效果。CyberSense的成功研發是腦與類腦實驗室腦機接口與融合智能團隊成員通力協作取得的多學科交叉成果，包括張大朋研究員、韓新勇工程師、朱平博士等都提供了技術支持。在柔性微電極制備及植入方面，中國科學院半導體研究所裴為華研究員團隊具有豐富的技術經驗，也為本項目的成功實施提供了重要支持。

在下一步工作中，腦與類腦實驗室腦機接口與融合智能團隊將繼續開發柔性電極植入機器人系列產品，為促進國內腦機接口與腦科學的發展貢獻力量。

來源：中國科學院自動化研究所