今年兩會(huì)期間，天津大學(xué)神經(jīng)工程團(tuán)隊(duì)為媒體介紹了全球首個(gè)片上腦機(jī)接口智能交互系統(tǒng)。“片上腦機(jī)”是在電極芯片上培養(yǎng)出來(lái)的“類(lèi)腦組織”，是腦機(jī)接口領(lǐng)域的一個(gè)重要新興分支。
腦機(jī)接口作為連接大腦與外部設(shè)備的關(guān)鍵技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)大腦信號(hào)的讀取、解碼與指令轉(zhuǎn)化，其應(yīng)用場(chǎng)景廣泛，橫跨醫(yī)療健康、教育、智能家居等多個(gè)行業(yè)，展現(xiàn)出極為廣闊的發(fā)展前景。
在市場(chǎng)增長(zhǎng)的驅(qū)動(dòng)因素方面，醫(yī)療是腦機(jī)接口當(dāng)前主要產(chǎn)業(yè)化方向。消費(fèi)級(jí)應(yīng)用市場(chǎng)也在逐步打開(kāi)，如在教育、智能家居等領(lǐng)域，腦機(jī)接口技術(shù)為用戶(hù)帶來(lái)全新的體驗(yàn)和交互方式。
市場(chǎng)規(guī)模大幅增長(zhǎng)
Grand View Research數(shù)據(jù)顯示，全球腦機(jī)接口市場(chǎng)規(guī)模2019年為12億美元，2023年達(dá)到了19.8億美元，2024年預(yù)計(jì)能達(dá)到24.8億美元，同比增長(zhǎng)25.25%。
根據(jù)腦信號(hào)采集時(shí)電極植入大腦的位置，腦機(jī)接口主要分為三類(lèi)：非侵入式、半侵入式和侵入式。美國(guó)在腦機(jī)接口的理論、方法和實(shí)踐方面處于全球領(lǐng)先地位，其以侵入式和半侵入式為主，中國(guó)以非侵入式為主，形成差異化競(jìng)爭(zhēng)。中國(guó)非侵入式腦機(jī)技術(shù)引領(lǐng)全球，今年2月，天津大學(xué)和清華大學(xué)合作研發(fā)“雙環(huán)路”腦機(jī)接口系統(tǒng)，突破傳統(tǒng)操控限制，占據(jù)全球領(lǐng)先地位。
賽迪顧問(wèn)數(shù)據(jù)顯示，2024年我國(guó)腦機(jī)接口市場(chǎng)規(guī)模為32.03億元，未來(lái)3年市場(chǎng)規(guī)模年均增長(zhǎng)率可達(dá)20%以上，預(yù)計(jì)到2027年將達(dá)到55.75億元。
政策支持力度持續(xù)加碼
近年來(lái)，政策對(duì)腦機(jī)接口的支持力度不斷加碼。
2016年發(fā)布的“十三五”規(guī)劃綱要將“腦科學(xué)與類(lèi)腦研究”確定為我國(guó)重大科技創(chuàng)新項(xiàng)目�！笆奈濉逼陂g，政策著力促進(jìn)腦科學(xué)產(chǎn)業(yè)落地，2023年、2024年以來(lái)，腦機(jī)接口被工業(yè)和信息化部列入未來(lái)產(chǎn)業(yè)，提出開(kāi)展腦機(jī)接口標(biāo)準(zhǔn)化路線(xiàn)圖研究。
根據(jù)規(guī)劃，我國(guó)腦機(jī)接口產(chǎn)業(yè)預(yù)計(jì)在2030年取得產(chǎn)品和技術(shù)的突破，在腦機(jī)融合、類(lèi)腦芯片、大腦計(jì)算神經(jīng)模型等關(guān)鍵技術(shù)和核心器件方面獲得突破，研制一批醫(yī)用安全的腦機(jī)接口產(chǎn)品。
近年來(lái)，北京、上海、深圳、天津、湖南等多地在地方政府工作報(bào)告中提出布局腦機(jī)接口產(chǎn)業(yè)，進(jìn)一步推動(dòng)行業(yè)快速發(fā)展。
截至2024年底，我國(guó)腦機(jī)接口產(chǎn)業(yè)累計(jì)發(fā)明專(zhuān)利和實(shí)用新型專(zhuān)利數(shù)量超2000項(xiàng)，歷年申請(qǐng)數(shù)量呈波動(dòng)上升的態(tài)勢(shì)。
目前，國(guó)內(nèi)腦機(jī)接口正處于由基礎(chǔ)研究向臨床應(yīng)用轉(zhuǎn)化的重要階段。
3月3日，全球首批第4例通過(guò)腦機(jī)接口讓癱瘓者重新行走的臨床概念驗(yàn)證手術(shù)在復(fù)旦大學(xué)附屬華山醫(yī)院成功實(shí)施。
“杭州六小龍”之一的強(qiáng)腦科技主要成果包括智能仿生手、機(jī)器人遙控方法等。2022年間，其研發(fā)的智能仿生手獲得了FDA認(rèn)證。
不少上市公司也涉足腦機(jī)接口領(lǐng)域。
全國(guó)人大代表、高德紅外董事長(zhǎng)黃立接受采訪時(shí)表示，其研發(fā)團(tuán)隊(duì)和武漢協(xié)和醫(yī)院合作完成首個(gè)全國(guó)產(chǎn)高通道腦機(jī)接口臨床測(cè)試，目前高德紅外團(tuán)隊(duì)已研發(fā)出65000通道、雙向腦機(jī)接口芯片�？拼笥嶏w、誠(chéng)益通、博靈腦機(jī)、三博腦科、愛(ài)朋醫(yī)療、創(chuàng)新醫(yī)療等上市公司在腦機(jī)接口領(lǐng)域均有布局，并取得了一定進(jìn)展。
從我國(guó)目前產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，有兩點(diǎn)趨勢(shì)值得關(guān)注：
一是腦機(jī)接口產(chǎn)業(yè)區(qū)域、企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)馬太效應(yīng)將進(jìn)一步凸顯。目前國(guó)內(nèi)腦機(jī)接口企業(yè)和研發(fā)成果主要集中在京津冀、長(zhǎng)三角和珠三角地區(qū)，北京、上海和深圳已形成集聚效應(yīng)，同時(shí)國(guó)內(nèi)已有企業(yè)進(jìn)入臨床階段，先發(fā)企業(yè)將占據(jù)較大市場(chǎng)份額，預(yù)計(jì)未來(lái)行業(yè)馬太效應(yīng)將持續(xù)顯現(xiàn)。
二是非侵入式技術(shù)加速商業(yè)化融合應(yīng)用。相較于侵入式技術(shù)，非侵入式路徑不會(huì)產(chǎn)生免疫排斥反應(yīng)，大眾接受度更高、應(yīng)用場(chǎng)景更加廣闊，預(yù)計(jì)未來(lái)非侵入式技術(shù)在包括商業(yè)娛樂(lè)、數(shù)字孿生、教育和航天軍工等領(lǐng)域的商業(yè)化融合應(yīng)用也將成為行業(yè)重要方向。
產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用存挑戰(zhàn)
從行業(yè)前景來(lái)看，腦機(jī)接口設(shè)備的規(guī)模化和商業(yè)化將顛覆產(chǎn)業(yè)形態(tài)，人類(lèi)或?qū)㈤_(kāi)創(chuàng)下一代人機(jī)交互系統(tǒng)。通過(guò)腦電信號(hào)直接操控設(shè)備，將取代鍵盤(pán)、鼠標(biāo)甚至觸摸屏等傳統(tǒng)交互方式，實(shí)現(xiàn)意識(shí)驅(qū)動(dòng)形成“人—機(jī)”直連通道。
雖然腦機(jī)接口前景美好，但目前來(lái)看，其在產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用方面存在挑戰(zhàn)。技術(shù)上，腦信號(hào)的采集和解碼仍是突破的主要方向。產(chǎn)業(yè)化也面臨諸多挑戰(zhàn)，比如倫理與道德、信息安全和隱私泄露及投入成本。腦機(jī)接口產(chǎn)品從研發(fā)到上市，估算投資金額在數(shù)億元，投資周期在3至10年。目前，強(qiáng)腦科技已完成約3億美元融資并投入研發(fā)。
隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展，腦機(jī)接口的應(yīng)用可能會(huì)徹底改變我們與外部世界的互動(dòng)方式，進(jìn)一步模糊人類(lèi)和機(jī)器之間的界限。然而，這也將伴隨著一系列復(fù)雜的倫理、隱私和社會(huì)問(wèn)題。
