【導讀】在本文中，既涵蓋了與連接器和電纜裝配行業(yè)相關的主題，也包含了每個可想到的應用中針對電子設備中的當前挑戰(zhàn)的最新技術和最佳解決方案。我們將了解未來連接器和線纜一個特定應用：腦機接口。
工具一直是我們?nèi)祟惻c生俱來能力的延伸，計算機也沒有什么不同。網(wǎng)絡計算機，就像那些通過互聯(lián)網(wǎng)連接起來的計算機一樣，把人類能力的延伸帶到了另一個層次，在那里，數(shù)十億人的頭腦能夠在彼此之間分享思想和信息。
雖然網(wǎng)絡非常有用，但它仍然依靠一種古老的技術來解讀信息流：語言。我們認為這是理所當然的，但卻非常麻煩。互聯(lián)網(wǎng)基礎設施中真正的瓶頸不是任何電子部分，而是人類的大腦、神經(jīng)和眼球等，這些負責解讀和理解互聯(lián)網(wǎng)信息的器官。
如果有一種技術可以直接將頭腦連接在一起，繞過語言，那會是什么情景？毫不奇怪，伊隆·馬斯克(ElonMusk)是最早真正認真對待這一想法的人之一。
2016年，他啟動了Neuralink項目，該項目旨在大腦和計算機之間建立這樣的直接聯(lián)系，如果你愿意的話，可以創(chuàng)建一個腦機接口。自公司成立以來，人們對該公司的活動了解不多，但圍繞將數(shù)字電子產(chǎn)品直接連接到大腦的技術挑戰(zhàn)進行了一些有趣的討論，在這種方式下，信息也許可以更有效地交流。
1大腦的電子設備
在他的博客“Wait But Why”中，蒂姆·厄本（Tim Urban）詳細討論了這些技術挑戰(zhàn)，包括對大腦本身的“電子學”的調查。
大腦和神經(jīng)系統(tǒng)是由神經(jīng)元及其軸突和樹突組成的一系列生物電纜組成的，這些神經(jīng)和樹突接收和傳遞整個大腦和身體的電信號。正如Urban所指出的，科學理解這些系統(tǒng)是如何在宏觀層面上很好地工作的。
大腦本身的內(nèi)部運作是另一回事，但令人驚訝的是，在神經(jīng)層面上找出大腦的電信號并不是構建Neuralink特有的腦機接口最困難的部分。相反，最大的挑戰(zhàn)將是設計硬件本身。為什么會是這樣的挑戰(zhàn)，我們需要確切地了解Neuralink的特殊類型的腦機接口，以及當今腦力接口的技術在什么地方。
2腦機接口的狀況
事實上，大腦與機器直接交流已經(jīng)有很長一段時間了。生物假體的應用已經(jīng)成為迄今為止最普及的腦機接口技術，這項技術使用戶能夠直接控制假肢的動作，而不需要肌肉控制。這類設備還可以取代失去的聽力和視力等。
上世紀70年代，威廉·多貝爾(William Dobelle)博士將一種實驗性生物兼容電極植入了病人的視覺皮層，當受到刺激時，這種電極可以讓病人看到“壓眼閃光”或燈的閃光。
自20世紀50年代末以來，耳蝸植入物用于治療感音神經(jīng)性聽力損失。這些裝置將聲音轉換為電信號，電信號直接刺激耳蝸并恢復聽力。這種腦機接口技術在近70年歷史上穩(wěn)步發(fā)展和提高。
如今，來自包括Omnetics在內(nèi)的供應商的納米微型連接器達到了小尺寸、高可靠性和耐用性的水平，既提高了現(xiàn)有設備的性能，也提高了其他腦機接口技術的發(fā)展。
Omnetics研究和制造了一些超小型和納米級微型連接器，但正如我們所看到的，即使如此超小型設計也可能難以滿足像Neuralink這樣的項目的需要。
然而，并非所有的腦機接口都用于治療。2002年，英國讀大學的教授凱文·沃里克(Kevin Warwick)設計了一個叫做Braingate的腦機接口，允許體外的電子部分與他的中驅神經(jīng)相連。
Warwick能夠在互聯(lián)網(wǎng)上控制機器人手臂。Warwick的項目在腦機技術上有一定的進展，但離的Neualink的最終目標，還差得太遠。
3全新的腦機接口
現(xiàn)在可以直接與人腦對接的電極能夠以不同的精度監(jiān)測或刺激1到100個單位神經(jīng)元。其他監(jiān)測以及與神經(jīng)元相互作用的方法，如功能性磁共振成像(FMRI)掃描和腦電圖(EEG)等，都不夠敏感或反應在顆粒細胞層、單神經(jīng)元水平上測量整個大腦的活動。然而，Neuralink的目標是與整個大腦建立神經(jīng)元級的接口。
Elon Musk的Neuralink項目可以推動納米連接器技術的創(chuàng)新。連接器越小，它在醫(yī)用腦機接口應用中的功能就越強大. 我們也期待全新的腦機接口早日誕生。
納米連接器
納米連接器是開發(fā)腦機接口的關鍵部件，它的體積不斷縮小，功能不斷增強，可幫助開發(fā)能夠直接與人腦中大約1000億個神經(jīng)元直接連接的腦機接口。
考慮到人腦中含有1000億神經(jīng)元的球行結構，并且這個結構處在不斷變化中。建立有效的腦機界面與每一個神經(jīng)元的工程挑戰(zhàn)立即變得清晰。與100個神經(jīng)元精確對接，即使是刺激視覺皮層以產(chǎn)生光的感覺的情況下，也和1000億神經(jīng)元直接對接有巨大的差別，即使利用這相連的成千上萬中的數(shù)十個神經(jīng)元，也能使腦機接口應用產(chǎn)生更大的價值。
Neuralink團隊希望電極技術將符合摩爾定律，就像晶體管技術一樣。包括Blackrock微系統(tǒng)公司在內(nèi)的一些公司正在這一領域進行創(chuàng)新，而且Blackrock公司的Utah Array電極陣列設計靈活，可以連接到不同的連接器上，用于不同的應用。
例如，Blackrock的Cereport連接器和相關的電纜組件適用于人類的“慢性病”治療。
2019年7月，Neuralink在舊金山加州科學院(California Academy Of Sciences)做了一次演講，該公司在會上概述了其技術的一些初步階段。Neuralink已經(jīng)開發(fā)出一種能夠將4到6μm寬的電極“螺紋旋轉”插入大腦而不破壞腦血管的機器人。
雖然這是這家高度保密的公司發(fā)布的一項重大技術聲明，但馬斯克承認，此次活動主要是為了招聘人員，而Neuralink 公司面臨的絕大多數(shù)技術工程障礙仍有待克服。不管馬斯克的介紹的目的是什么，現(xiàn)在已經(jīng)宣布的微米級電極技術，預示著來自Neuralink的微型電子產(chǎn)品取得了巨大的創(chuàng)新進展。
看起來這個技術可能就像40年代的真空管。Musk的公司似乎給行業(yè)帶來了世界變化技術的推動力。Neuralink希望能對電極和其他腦機接口產(chǎn)生類似的創(chuàng)新，但沒有人知道未來將是什么樣的技術。無論如何，在微米尺度上的小型化連接器和電纜組件以及特別是柔性醫(yī)療電子設備中的持續(xù)創(chuàng)新肯定是這幅遠景中的一部分。
來源：深圳市連接器行業(yè)協(xié)會
