信息通信技术与政策

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信息通信技术与政策 ›› 2026, Vol. 52 ›› Issue (6): 41-47.doi: 10.12267/j.issn.2096-5931.2026.06.007

专题:脑机接口 上一篇    下一篇

无线植入式动物脑机接口发展现状与应用趋势

Development status and application trends of wireless implantable BCI for animals

黄晔1,2, 曹家叙1,2, 王炫棋3,4, 常洪龙5, 陈军1,2, 吉博文1,3,4,5   

  1. 1 西北工业大学三航脑科学与脑技术研究中心, 西安 710129
    2 西北工业大学生命科学与技术学院, 西安 710129
    3 西北工业大学人工智能学院/无人系统技术研究院, 西安 710072
    4 西北工业大学无人飞行器技术全国重点实验室, 西安 710072
    5 西北工业大学空天微纳系统教育部重点实验室, 西安 710072
  • 收稿日期:2026-05-20 出版日期:2026-06-25 发布日期:2026-07-06
  • 通讯作者: 吉博文,西北工业大学三航脑科学与脑技术研究中心核心骨干,西北工业大学人工智能学院/无人系统技术研究院、西北工业大学无人飞行器技术全国重点实验室副教授,西北工业大学空天微纳系统教育部重点实验室核心骨干,博士生导师,院长助理,长期从事可植入脑机接口器件、可穿戴柔性电子器件等方面的研究工作
  • 作者简介:
    黄晔,西北工业大学三航脑科学与脑技术研究中心、西北工业大学生命科学与技术学院博士研究生在读,主要研究方向为脑机接口MEMS传感器设计与制造,以及界面性能优化及其在神经科学领域的应用等
    曹家叙,西北工业大学三航脑科学与脑技术研究中心、西北工业大学生命科学与技术学院博士研究生在读,主要研究方向为脑机接口植入式神经电极的微纳制造,以及界面性能优化及其在类器官中的应用等
    王炫棋,西北工业大学人工智能学院/无人系统技术研究院、西北工业大学无人飞行器技术全国重点实验室博士研究生在读,主要研究方向为神经接口传感器等
    常洪龙,西北工业大学空天微纳系统教育部重点实验室主任,教授,博士生导师,长期从事微纳设计与制造、微纳传感器及检测仪器等方面的研究工作
    陈军,西北工业大学三航脑科学与脑技术研究中心、西北工业大学生命科学与技术学院主任兼首席科学家,教授,博士生导师,西北工业大学国家级领军人才,长期从事慢性痛机理和镇痛新策略等方面的研究工作

HUANG Ye1,2, CAO Jiaxu1,2, WANG Xuanqi3,4, CHANG Honglong5, CHEN Jun1,2, JI Bowen1,3,4,5   

  1. 1 Sanhang Institute for Brain Science and Technology (SiBST), Northwestern Polytechnical University, Xi’an 710129, China
    2 School of Life Science and Technology, Northwestern Polytechnical University, Xi’an 710129, China
    3 School of Artificial Intelligence, Unmanned System Research Institute, Northwestern Polytechnical University, Xi’an 710072, China
    4 National Key Laboratory of Unmanned Aerial Vehicle Technology, Northwestern Polytechnical University, Xi’an 710072, China
    5 Ministry of Education Key Laboratory of Micro and Nano Systems for Aerospace, Northwestern Polytechnical University, Xi’an 710072, China
  • Received:2026-05-20 Online:2026-06-25 Published:2026-07-06

摘要:

无线植入式神经记录器作为脑机接口系统中实现神经信号获取与传输的核心设备,是开展动物神经活动解析与行为研究的重要技术基础。相较于传统有线系统,该类设备通过集成微电极、无线供能及通信模块,实现了自由行为状态下神经信号的长期、连续采集,显著拓展了其在复杂行为研究及多环境试验中的应用能力。围绕动物应用场景,系统梳理了商业化与科研级无线神经记录器的发展现状,重点分析了神经记录、无线供能及无线数传等关键技术进展,并结合陆地、水下、空中及特因环境应用探讨了其发展趋势,可为脑机接口相关技术研究及应用拓展提供参考。

关键词: 脑机接口, 神经记录, 植入式, 无线数传

Abstract:

Wireless implantable neural recording systems serve as core components of brain-computer interface (BCI) technologies, enabling neural signal acquisition and transmission for animal neuroscience and behavioral studies. Compared with conventional wired systems, these devices integrate microelectrodes, wireless power delivery, and communication modules, allowing long-term and continuous neural recording in freely behaving conditions. This capability significantly expands their applicability in complex behavioral experiments and multi-environment scenarios. Focusing on animal-based applications, this review systematically summarizes the current development of both commercial and research-grade wireless neural recording systems. Key technologies, including neural signal acquisition, wireless power transfer, and wireless data transmission, are comprehensively analyzed. Furthermore, representative applications across terrestrial, underwater, aerial, and other extreme environments are discussed, along with future development trends. This work aims to provide valuable insights for advancing BCI-related technologies and their broader applications.

Key words: brain-computer interface, neural recording, implantable, wireless data transmission

中图分类号: