百兆帶寬、全棧整合！寧矩科技重構(gòu)植入式腦機(jī)接口底層邏輯，為生命連接

2026年，全球腦機(jī)接口產(chǎn)業(yè)正加速向“商業(yè)化”邁進(jìn)。各創(chuàng)新企業(yè)憑借差異化的產(chǎn)品形態(tài)，加快推進(jìn)技術(shù)可行性的驗(yàn)證，行業(yè)也隨之步入技術(shù)路線的關(guān)鍵“分水嶺”。

當(dāng)我們將時(shí)間撥回2024年初，彼時(shí)產(chǎn)業(yè)熱潮尚未形成。因此，當(dāng)Neuralink高調(diào)宣布首例人體植入手術(shù)成功時(shí)，瞬間在平靜的湖面激起層層漣漪。一時(shí)間，“通道數(shù)破千”“柔性電極”“無(wú)線植入”等關(guān)鍵詞迅速成為焦點(diǎn)，引來(lái)眾多企業(yè)紛紛跟進(jìn)，競(jìng)相在這條驟然升溫的黃金賽道上搶占先機(jī)。

在清華大學(xué)重點(diǎn)孵化企業(yè)——寧矩科技（Neuramatrix）的首席科學(xué)家張沕琳看來(lái)，這場(chǎng)熱鬧的技術(shù)競(jìng)賽可能正讓行業(yè)偏離本質(zhì)。她指出，“腦機(jī)接口本質(zhì)上是一個(gè)通信問(wèn)題——就像買USB線時(shí)關(guān)心它是1.0、2.0還是3.0，核心在于如何在人與機(jī)器之間建立高速、可靠的信道，并在保證生物安全的前提下完成更多、更復(fù)雜的事。”

01

百兆傳輸速率！以高帶寬重構(gòu)腦機(jī)接口本質(zhì)認(rèn)知

從定義來(lái)看，腦機(jī)接口是指在人腦和電子設(shè)備之間建立不依賴于自身神經(jīng)和肌肉組織的信息交流和控制的技術(shù)，其本質(zhì)是將不同類型生理指標(biāo)轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)可以讀取的電信號(hào)，并以此作為依據(jù)控制外部設(shè)備。

張沕琳指出，“安全性是制約植入式腦機(jī)接口發(fā)展的最大挑戰(zhàn)，溫升不能超過(guò)2度是一道紅線，其本質(zhì)是系統(tǒng)不能太耗電，而真正的底層技術(shù)難點(diǎn)在于，如何在極低的總功耗前提下（毫瓦級(jí)），實(shí)現(xiàn)更高效的信息傳輸與更豐富的功能落地。”

在她看來(lái)，正如寬帶是衡量互聯(lián)網(wǎng)性能的關(guān)鍵，帶寬也將是定義腦機(jī)接口的未來(lái)應(yīng)用場(chǎng)景的關(guān)鍵。例如，簡(jiǎn)單的腦控方向移動(dòng)需要兆比特級(jí)每秒的帶寬，若要達(dá)到功能重建級(jí)別的復(fù)雜控制，所需帶寬則攀升至10-100兆比特每秒。未來(lái)的人與AI融合、記憶數(shù)字化等終極應(yīng)用，將對(duì)帶寬提出更極致的要求，需突破每秒千兆比特的大關(guān)。

由此可見，要想推動(dòng)植入式腦機(jī)接口真正從實(shí)驗(yàn)室走向臨床、從輔助殘障走向能力增強(qiáng)，必須實(shí)現(xiàn)帶寬的指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)。與此同時(shí)，帶寬直接關(guān)聯(lián)著另一重核心矛盾：能耗與散熱。

高帶寬意味著高功耗與高散熱，而我們的大腦對(duì)溫度變化極其敏感，1–2攝氏度的溫度變化都可能對(duì)其產(chǎn)生不可逆轉(zhuǎn)的損傷；加之開顱植入手術(shù)的安全要求又迫使植入體必須封裝在極小體積內(nèi)，進(jìn)一步加劇散熱問(wèn)題。

面對(duì)復(fù)雜的腦科學(xué)需求與全球性技術(shù)瓶頸，寧矩科技團(tuán)隊(duì)從最底層破局，致力于將最先進(jìn)的集成電路技術(shù)、電子信息技術(shù)與材料技術(shù)賦能腦科學(xué)前沿，重構(gòu)行業(yè)對(duì)植入式腦機(jī)接口能力的認(rèn)知。

全球首款可量產(chǎn)的百兆帶寬腦機(jī)接口產(chǎn)品

一方面，寧矩科技自主研發(fā)的腦機(jī)接口專用芯片組，將信號(hào)放大、濾波、模數(shù)轉(zhuǎn)換等功能集成于一體，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備的小型化與一體化。另一方面，公司通過(guò)革新底層電路與通信協(xié)議，使每個(gè)脈沖能承載更多比特的信息，從而在同等能耗下實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸量的成倍提升。

從性能來(lái)看，該芯片組支持高達(dá)上千通道的接入，無(wú)線數(shù)據(jù)帶寬可達(dá)百兆比特每秒（顯著高于行業(yè)普遍約每秒1兆比特的水平），算力突破1 GOP/s，能效比比美國(guó)商用芯片提升了兩個(gè)數(shù)量級(jí)——這標(biāo)志著寧矩科技在腦機(jī)接口底層核心器件上實(shí)現(xiàn)了代際跨越，為其構(gòu)建高帶寬、低功耗、全自研的腦機(jī)接口主機(jī)奠定了基礎(chǔ)，也為前沿硬科技在下游場(chǎng)景中的廣泛應(yīng)用創(chuàng)造了可能。

02

軟硬件深度耦合，從底層塑造全棧垂直整合能力

芯片的突破只是第一步。腦機(jī)接口是一套超復(fù)雜的系統(tǒng)工程，從神經(jīng)科學(xué)基礎(chǔ)研究，到信號(hào)采集硬件、材料與芯片制造、神經(jīng)解碼算法、實(shí)時(shí)計(jì)算系統(tǒng)，再到臨床路徑設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)治理與倫理規(guī)范等，任何一個(gè)環(huán)節(jié)的缺失都可能讓這項(xiàng)技術(shù)止步于實(shí)驗(yàn)室。

針對(duì)當(dāng)前行業(yè)技術(shù)格局，張沕琳表示，“目前國(guó)內(nèi)企業(yè)多采用系統(tǒng)集成路線——即采購(gòu)美國(guó)現(xiàn)成芯片，像搭樂(lè)高積木一樣進(jìn)行組裝，但用樂(lè)高搭出半米高的模型并不難，難的是將其微縮為可穩(wěn)固置于桌面的兩厘米精致手辦。后者顯然無(wú)法通過(guò)樂(lè)高實(shí)現(xiàn)。”

基于團(tuán)隊(duì)十年深耕腦機(jī)接口的先發(fā)優(yōu)勢(shì)與高護(hù)城河，寧矩科技正致力于打造下一代高數(shù)據(jù)帶寬腦機(jī)接口全棧技術(shù)與解決方案——覆蓋從電極材料、專用芯片、通信協(xié)議到算法軟件的完整鏈條，實(shí)現(xiàn)全棧垂直整合。

具體而言，寧矩科技的全棧能力主要體現(xiàn)在電極、芯片、系統(tǒng)與數(shù)據(jù)四個(gè)層面：

材料與電極層面，寧矩科技的柔性電極采用獨(dú)特技術(shù)路線——植入時(shí)保持剛性，植入后自然柔性化，從而適配穿刺式與非穿刺式兩種電極類型。在植入方式上，公司經(jīng)與醫(yī)生深入探討，搭配更符合醫(yī)生使用習(xí)慣的專用器械，讓各級(jí)醫(yī)院的神經(jīng)外科醫(yī)生都能上手操作，降低醫(yī)院購(gòu)置負(fù)擔(dān)。此外，通過(guò)公司自主研發(fā)的高硬度小分子表面修飾技術(shù)，可顯著降低電極對(duì)周圍組織的損傷，從本質(zhì)上提升長(zhǎng)期植入的生物安全性與信號(hào)穩(wěn)定性。

在主機(jī)層面，公司依托全自研的腦機(jī)接口專用芯片，實(shí)現(xiàn)了256通道的高精度傳感、1 GOP/S實(shí)時(shí)算力與百兆帶寬高速無(wú)線傳輸?shù)母叨燃桑谝粋€(gè)硬幣大小的主機(jī)上也集成了電池和充電模塊，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的小型化、低功耗與高性能突破，充電一次可以連續(xù)使用4-8個(gè)小時(shí)。為進(jìn)一步構(gòu)建高效人機(jī)交互閉環(huán)，公司同步開發(fā)了與硬件深度協(xié)同的算法及軟件系統(tǒng)。其中，專用處理器保障了多場(chǎng)景神經(jīng)解碼算法的高效執(zhí)行，而定制操作系統(tǒng)則實(shí)現(xiàn)了多任務(wù)精準(zhǔn)調(diào)度與多模態(tài)數(shù)據(jù)融合，共同攻克了軟硬件耦合的核心挑戰(zhàn)。

基于技術(shù)全棧閉環(huán)，寧矩科技還構(gòu)建了覆蓋跨物種、多場(chǎng)景的數(shù)據(jù)產(chǎn)品，為算法迭代、應(yīng)用探索與未來(lái)大規(guī)模落地，構(gòu)建數(shù)據(jù)入口與底座。

張沕琳在采訪中表示：“寧矩科技憑借其全棧垂直整合能力，構(gòu)筑了難以復(fù)制的競(jìng)爭(zhēng)壁壘，是國(guó)內(nèi)目前唯一可對(duì)標(biāo)Neuralink的植入式腦機(jī)接口企業(yè)。并且，我們?cè)诙囗?xiàng)核心指標(biāo)上已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)Neuralink的超越。”

03

科研、醫(yī)療、消費(fèi)并行，構(gòu)建腦機(jī)接口完整圖景

基于對(duì)腦機(jī)接口本質(zhì)的深刻洞察，以及打磨全棧垂直整合能力的技術(shù)能力，寧矩科技已將技術(shù)優(yōu)勢(shì)轉(zhuǎn)化為三線并行的產(chǎn)品矩陣：科研/醫(yī)療級(jí)NeXScope、醫(yī)療級(jí)NeXPrime、消費(fèi)級(jí)NeXLive。

張沕琳表示，“腦機(jī)接口應(yīng)用其實(shí)是個(gè)雞生蛋、蛋生雞的問(wèn)題。不僅醫(yī)生不知道這項(xiàng)技術(shù)具體能做什么，全世界也沒(méi)有現(xiàn)成的答案——即便是馬斯克，也尚未實(shí)現(xiàn)真正的產(chǎn)品化。我們的角色，是為醫(yī)生遞上一把全新的‘手術(shù)刀’，共同探索它的用法。”

首先，科研端NeXScope的產(chǎn)品承擔(dān)著雙重使命。一方面，醫(yī)生和研究人員可以通過(guò)寧矩科技研發(fā)的高通量傳感、高時(shí)空分辨率的主機(jī)，在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中探索新的診療方案，驗(yàn)證技術(shù)可行性。另一方面，由于動(dòng)物配合度低、個(gè)體差異大，因此科研場(chǎng)景有時(shí)比醫(yī)療場(chǎng)景更具挑戰(zhàn)。這種高要求的應(yīng)用環(huán)境，能推動(dòng)技術(shù)朝著更魯棒、更智能的方向迭代。因此，科研級(jí)產(chǎn)品實(shí)質(zhì)上是醫(yī)療級(jí)的前置驗(yàn)證。

其次，醫(yī)療級(jí)產(chǎn)品NeXPrime是技術(shù)轉(zhuǎn)化的核心目標(biāo)，也是商業(yè)化價(jià)值最明確的路徑。寧矩科技研發(fā)的雙閉環(huán)自適應(yīng)腦脊接口產(chǎn)品，聚焦于運(yùn)動(dòng)功能重建等明確臨床需求，目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)類人自學(xué)習(xí)的運(yùn)動(dòng)功能重建。張沕琳透露：“公司已于2025年完成生產(chǎn)定型，目前正在啟動(dòng)三類醫(yī)療器械的臨床試驗(yàn)。這個(gè)試驗(yàn)不是一個(gè)樣品，而是一個(gè)可量產(chǎn)的產(chǎn)品。”

消費(fèi)級(jí)產(chǎn)品NeXLive則代表著技術(shù)的延展性與普惠性。神經(jīng)系統(tǒng)疾病的發(fā)展通常具有漸進(jìn)性，早發(fā)現(xiàn)、早干預(yù)的黃金原則貫穿始終。基于此，腦機(jī)接口的真正價(jià)值在于從預(yù)防、急性期到康復(fù)的全病程管理。NeXLive系列產(chǎn)品適用于腦電、肌電、心電等多模態(tài)生理信號(hào)的無(wú)線、近無(wú)感穿戴式監(jiān)測(cè)，支持多設(shè)備同時(shí)無(wú)線接入，可為早期篩查、康復(fù)評(píng)估與日常健康管理提供醫(yī)療級(jí)精度的持續(xù)監(jiān)控。公司已取得相關(guān)的二類醫(yī)療證。

整體來(lái)看，科研、醫(yī)療、消費(fèi)形成了完整的轉(zhuǎn)化閉環(huán)，覆蓋腦機(jī)接口不同帶寬的下游需求。科研端探索前沿、驗(yàn)證解決方案；醫(yī)療端實(shí)現(xiàn)高精度干預(yù)、創(chuàng)造核心價(jià)值；消費(fèi)端覆蓋全病程監(jiān)測(cè)管理、拓展應(yīng)用邊界。張沕琳強(qiáng)調(diào)：“這三者是完全融合的整體，醫(yī)療是核心板塊，科研和消費(fèi)分別作為其頭尾的技術(shù)基礎(chǔ)和應(yīng)用延伸。目前，科研與消費(fèi)級(jí)產(chǎn)品已實(shí)現(xiàn)技術(shù)定型，并在多個(gè)實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景中完成落地驗(yàn)證。”

04

結(jié)語(yǔ)

采訪的最后，話題不可避免地轉(zhuǎn)向了未來(lái)。在寧矩科技的愿景中，高帶寬腦機(jī)接口不僅是醫(yī)療工具，更是人機(jī)交互的終極通道。“腦機(jī)接口的初心，是連接人類智能與人工智能。當(dāng)前AI很快就要面臨無(wú)數(shù)據(jù)可訓(xùn)的瓶頸，而來(lái)自人類世界中的神經(jīng)信號(hào)，將成為新的數(shù)據(jù)來(lái)源。腦機(jī)接口不僅能讓AI更好地理解人類，更能讓人類更好地駕馭AI。”

在這樣一個(gè)長(zhǎng)坡厚雪的黃金賽道，寧矩科技不僅形成了全棧垂直整合能力，還擁有手術(shù)室與動(dòng)物實(shí)驗(yàn)平臺(tái)資質(zhì)，以及運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)中心，為技術(shù)的持續(xù)研發(fā)提供有力支撐。同時(shí)，公司還與多家三甲醫(yī)院及行業(yè)示范客戶合作共建專用動(dòng)物試驗(yàn)平臺(tái)，支持多場(chǎng)景技術(shù)驗(yàn)證與迭代，為未來(lái)萬(wàn)億級(jí)的腦機(jī)接口應(yīng)用生態(tài)持續(xù)賦能。

“寧矩科技已走過(guò)初期的核心研發(fā)階段，目前核心技術(shù)已完成驗(yàn)證，具備快速迭代和量產(chǎn)的能力；通過(guò)多動(dòng)物模型的充分驗(yàn)證，算法與產(chǎn)品的普適性與可靠性強(qiáng)，植入的長(zhǎng)期安全性也得到了驗(yàn)證；全自研系統(tǒng)規(guī)模化優(yōu)勢(shì)顯著。公司正步入指數(shù)增長(zhǎng)的‘臨界點(diǎn)’。”張沕琳說(shuō)到。

這個(gè)“臨界點(diǎn)”，也正是高帶寬腦機(jī)接口從實(shí)驗(yàn)室走向臨床、從尖端醫(yī)療邁向普惠健康的歷史節(jié)點(diǎn)。而寧矩科技，已經(jīng)站在了那個(gè)門檻上，凝聚科技的力量，為生命連接。

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