一、产业发展概述
脑机接口技术作为前沿交叉技术,旨在构建大脑与机器间的信息交互通道,实现生物智能与机器智能的深度协同。产业体系涵盖硬件、软件、数据、整机产品、行业应用、安全及治理等多个维度,已在安全生产监测、睡眠健康管理、神经调控与功能康复等场景开展示范应用。国家层面通过《新产业标准化领航工程实施方案(2023—2035年)》和《关于推动脑机接口产业创新发展的实施意见》等文件,明确提出前瞻布局标准研究、强化标准引领,推动产业创新发展。当前,脑机接口技术正朝着高通量、全覆盖、高精度解码方向突破,可靠性、易用性持续提升,产品在能效水平、续航能力等方面实现迭代升级,正处于产业化、场景规模化应用的关键阶段,亟须健全完善标准体系以规范行业发展。
二、总体要求
以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导,贯彻新发展理念,统筹发展和安全,以加快形成新质生产力为目标,完善脑机接口标准工作顶层设计,强化全产业链和重点行业场景协同,统筹推进标准的研究、制定、实施和国际化,为推动我国脑机接口产业高质量发展提供支撑。坚持需求牵引、创新协同、融合发展、安全有效、国际合作基本原则,保障生命安全、遵循伦理规范,对符合医疗器械定义的脑机接口产品严格遵循医疗器械领域法律法规及标准体系规范管理。到2028年,制修订脑机接口领域标准40项以上,牵头及参与研制国际标准10项以上,推动超100家企业开展标准宣贯与实施推广;到2030年,累计研制标准80项以上,标准体系基本形成,提升我国脑机接口全球标准参与度与产业贡献度。
三、建设思路
(一)脑机接口标准体系结构
标准体系包括基础共性、硬件、软件与算法、数据与通信、产品与系统、行业应用、安全/治理7个部分。其中:
- 基础共性标准:规范术语、归类、参考架构、典型范式、测试评估等,为相关标准制定提供共性基础。
- 硬件标准:规范电极、芯片、模组器件、关键仪器、硬件接口等技术要求,夯实产业质量底座。
- 软件与算法标准:规范通用软件平台、编解码算法、软件接口等功能和性能,提供软硬协同环境。
- 数据与通信标准:规范数据格式、存储、通信、融合、可视化等,为数据分析和指令反馈奠定基础。
- 产品与系统标准:规范各类型产品与系统的技术要求、试验方法,保障市场与用户质量。
- 行业应用标准:规范脑机接口在医疗、工业、交通、健康、教育等场景的应用技术要求。
- 安全/治理标准:规范研发到应用全过程的风险评估、软硬件安全、数据安全和隐私保护等要求,防止技术滥用。药品监督管理部门参考此架构制定医疗器械标准体系框架。
(二)脑机接口标准体系框架
框架由上述7个部分组成,形成层次化、系统化的标准体系。
四、建设内容
(一)基础共性标准
包括术语和归类、参考架构、典型范式、测试评估等标准,具体涵盖:
- 术语和归类标准:规范术语定义和分类方法。
- 参考架构标准:规范技术、应用及系统的逻辑关系和部署模式。
- 典型范式标准:规范运动想象、神经反馈等范式的过程和指示语。
- 测试评估标准:规范软硬件、算法、数据、产品、系统的成熟度、适配度、可靠性等测试及评估指标。
(二)硬件标准
包括电极、芯片、模组器件、关键仪器、硬件接口等标准,具体涵盖:
- 电极标准:规范材料、分类、性能、设计等技术要求。
- 芯片标准:规范性能、生物安全、互联接口等技术要求。
- 模组器件标准:规范基础硬件、核心组件、电池等技术要求。
- 关键仪器标准:规范多模态检测、电刺激调控等设备技术要求。
- 硬件接口标准:规范物理对接、电气参数、传输协议等。
(三)软件与算法标准
包括通用软件平台、编解码算法、软件接口等标准,具体涵盖:
- 通用软件平台标准:规范脑信号分析、刺激呈现等功能模块。
- 编解码算法标准:规范参数定义、时序控制、解码训练流程等。
- 软件接口标准:规范数据交互与功能调用,确保算法与模型接口的互操作性。
(四)数据与通信标准
包括数据格式、存储、通信、融合、可视化等标准,具体涵盖:
- 数据格式标准:规范数据采集、处理表示形式。
- 数据存储标准:规范统一数据文件格式、长期存储、压缩加密等。
- 数据通信标准:规范实时性、安全性、可靠性等技术要求。
- 数据融合标准:规范多模态数据对齐与融合。
- 数据可视化标准:规范数据展示原则和要素。
(五)产品与系统标准
包括医疗器械类、工业生产类、消费电子类、个人健康类、科学研究类、融合应用类等标准,具体涵盖:
- 医疗器械类:规范符合医疗器械定义的产品与系统,包括专用术语、可靠性、神经信号处理、数据传输安全、植入设备安全等。
- 工业生产类:规范用于工业控制、高危作业等场景的技术要求。
- 消费电子类:规范用于脑控游戏、VR/AR等场景的技术要求。
- 个人健康类:规范用于注意力、情绪、睡眠等非医疗场景的技术要求。
- 科学研究类:规范用于脑科学研究、编解码开发等场景的技术要求。
- 融合应用类:规范产品与系统性能、安全可靠性要求。
(六)行业应用标准
包括医疗、工业、交通、健康、教育等行业应用及其它领域的融合应用标准,具体涵盖:
- 医疗应用:规范脑疾病诊治、康复治疗等场景,如运动功能重建、闭环神经刺激等。
- 工业应用:规范电力、矿山等领域的安全生产应用,包括环境适配、风险识别等。
- 交通应用:规范智能驾驶场景下的驾驶员状态监测、紧急干预等。
- 健康应用:规范保健、疾病预防、运动辅助等场景,如健康监测、神经认知管理。
- 教育应用:规范注意力监测与训练、未成年人使用等场景。
- 融合应用:规范游戏娱乐、虚拟现实等场景的应用,包括人机交互、体验设计。
(七)安全/治理标准
包括安全、治理等标准,具体涵盖:
- 安全标准:规范软硬件安全、整机安全、数据安全和隐私保护等要求。
- 治理标准:规范技术研发与产品运营服务的伦理技术要求,包括知情同意、责任划分、弱势群体保护等,以及功能效果评估标准。
五、保障措施
- 协同推进机制:建立标准化协同推进机制,发挥技术组织联动效能,统筹协调标准布局。
- 宣贯落地应用:搭建专业化标准化公共服务平台,常态化开展标准解读与推广,遴选重点区域、行业开展标准验证,健全实施成效评价与动态管理机制。
- 国际标准化合作:积极引导地方与企业参与国际标准化工作,拓宽国际交流合作渠道,提升我国产业国际合作水平与标准贡献度。