元宇宙行业专题研究:脑机接口现状与未来

技术发展上,脑机接口已经从早期的学术探索进入到应用实验的阶段;根据信号采集过程对大脑的侵入程度,其可以被分为侵入式和非侵入式;从信息传输方向,可以分为从脑到机、机到脑、脑到脑和脑机融合四个方向。

Ø 脑机接口(Brain-Computer Interface,BCI):狭义上是在大脑与外部环境之间建立一种全新的不依赖于外周神经(PNS)和肌肉的交流与控制通道,通过测量和采集中枢神经系统(CNS)活动,并将其直接转译为可被外界人工设备识别的信号或指令,从而实现大脑与外部设备的直接交流与控制(输出式BCI)。技术发展上,脑机接口已经从早期的学术探索进入到应用实验的阶段;根据信号采集过程对大脑的侵入程度,其可以被分为侵入式和非侵入式;从信息传输方向,可以分为从脑到机、机到脑、脑到脑和脑机融合四个方向。

Ø 脑机接口应用领域与市场前景广阔。1)根据Mckinsey的研究报告,预计脑机接口相关市场规模在2030-2040期间可达700亿-2000亿美元,具备广阔的市场应用前景;2)应用场景上来看,一方面对脑机制的根本理解可为脑疾病带来新型疗法,另一方面,依托脑机接口的意念控制机器、脑控开关等新一代交互方式在医疗、教育和消费品等市场具备较大的应用潜力。具体来看,脑机接口技术有望在医疗健康、游戏娱乐(VR/AR、游戏等)、教育等场景大放异彩;长期来看,脑机接口有望成为连接现实世界与数字世界重要入口,构建元宇宙时代的核心技术底座;3)产业发展上,目前全球提供脑机接口产品和业务的公司有两百余家,主要集中在美国和中国;互联网科技巨头纷纷介入脑机接口领域。谷歌、微软、Facebook 等科技巨头也开始布局开发底层技术。2014年后阿里、百度、科大讯飞等公司以投资并购方式入局脑机接口领域,陆续推出各自人工智能脑计划。 例如,科大讯飞研究课堂教学方法改进和效果评估;淘宝研究意念购物下单;游戏公司米哈游与大学合作打造结合脑机技术的“虚拟世界”游戏等等;4)产业政策上,2016年我国启动中国脑计划——脑科学和类脑科学研究。在十四五规划和 2035 年远景目标纲要中,人工智能和脑科学为国家战略科技力量,规划中进一步指出需要加强原创性和引领性科技攻关,集中优势资源攻关科技前沿领域。2022年10月上海市则发布《上海打造未来产业创新高地发展壮大未来产业集群行动方案》,加速非侵入式脑机接口技术、脑机融合技术、类脑芯片技术、大脑计算神经模型等领域突破。加强脑科学相关研发创新,探索脑机接口技术在医疗康复领域的运用。

Ø 部分头部公司在场景和产品上迈出重要里程碑。1)海外市场来看,Synchron于2021年成为第一家从美国FDA获得临床研究性器械豁免(IDE)以进行永久植入BCI临床试验的公司。创立于2012年的MindMaze已经推出MindMotion Go(家庭神经系统康复平台)、MindPod(通过动画游戏体验促进患者运动技能和认知功能的恢复)、Elvira(具有AR、VR、手部跟踪和神经传感器的混合现实头显)三大产品平台,并有众多头部公司、创业团队、科研机构持续加入;2)国内亦出现了以脑陆科技、博睿康等为代表的创业团队、以清华大学、中科院等为代表科研机构持续加大投入。

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