該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，將多根厚度和寬度分別小于或等于10微米、100微米的微絲狀電極植入大腦皮層內，并靈活避讓腦血管。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，所以也被形象稱為“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，“縫紉機”式植入腦機接口機器人已成功支持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。

　　需多學科協作創新和集成攻關

　　近日，“縫紉機”式植入腦機接口機器人通過深圳市“腦解析與腦模擬”重大科技基礎設施預驗收，該設施用戶代表、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說，植入式腦機接口已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。

　　余山表示，植入式腦機接口是一個高度交叉的領域，涉及到電極、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，因此，高度自動化的植入機器人成為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。

　　開發柔性微電極植入機器人系列

　　“縫紉機”式柔性微電極植入機器人項目負責人、中國科學院自動化所腦圖譜與類腦智能實驗室秦方博副研究員指出，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。

　　同時，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，這些特點也導致電極非常難以觀測和操作。

　　基于此，本項目研發通過發揮中國科學院自動化所在智能感知和機器人控制方面的技術與經驗積累，實現新研發的柔性微電極植入機器人具有自動化程度高、可植入數量多、空間定位準、時間效率高、使用方便快捷、靈活避讓血管等優勢，有效提高了成功率和植入效果。

　　該新款機器人的成功研發，也是中國科學院自動化所腦圖譜與類腦智能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。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也以豐富的技術經驗提供重要支持。

　　余山透露，在后續研究及應用工作中，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，為促進腦機接口與腦科學的發展持續貢獻力量。