腦機接口

黑科技腦機接口發展現狀分析

近日，馬斯克的腦機接口公司Neuralink在 YouTube 上發布的一段視頻引發網絡熱議。視頻中的猴子用“意念”控制屏幕上的光標“玩游戲”。腦機接口技術的快速突破，讓大眾感慨“半機器人”、“超級人類”等科幻大片的場景即將展現于眼前。

拋開倫理道德和智能危機，作為一項黑科技，腦機接口幫助癲癇、老年癡呆等腦病患者進行康復治療的應用需求真實存在，已愈發得到來自研究學者、技術團隊、醫療機構、投資公司等各方的廣泛關注。根據QYResearch的數據統計，2019年全球腦機接口市場規模已達到12億元，預計2026年將達到27億元，年復合增長率為12.3%。

一、腦機接口的技術及應用

腦機接口屬于多學科交叉科技，涉及神經科學、計算機科學、認知科學、控制與信息科學技術、醫學等多個學科。技術實現方式是通過信號采集設備從大腦皮層采集腦電信號，經過放大、濾波、A/D轉換等處理，轉換為可以被計算機識別的信號，然后對信號進行預處理，提取特征信號，再利用這些特征進行模式識別，最后轉化為控制外部設備的具體指令，實現對外部設備的控制，整個過程主要包括采集、處理、執行、反饋等環節。

 

圖：腦機接口的技術實現

資料來源：藥鏈圈根據公開資料整理

腦機接口的技術分類，按照信號采集方式劃分，主要分為侵入式、非侵入式和半侵入式。侵入式是指通過手術等方式直接將將芯片、傳感器等硬件設備植入顱腔內或電極植入大腦皮層，獲得高質量神經信號。非侵入式是指無需通過侵入大腦，只需通過附著在頭皮上的穿戴設備對大腦信息進行記錄和解讀。相比之下，侵入式獲得信號質量更好，但安全風險更大且成本更高。半侵入式介于侵入式和非侵入式之間，將腦機接口植入到顱腔內，但是在大腦皮層外，降低了手術風險和免疫反應。

腦機接口的應用場景，除了在康復醫療、助老助殘、疾病診斷等醫療服務領域外，還可以應用在軍事、智能家居、娛樂、教育等領域。侵入式主要應用在醫療場景，解決不可逆的腦功能受損病患的治療，非侵入式以安全、保守的特點優選為娛樂等消費級場景應用。隨著技術突破，非侵入式的臨床表現也不斷提升，尤其是對于漸凍癥患者、癱瘓患者等大腦功能完好但是外周神經系統出現問題，無法自主控制肢體活動的人群，可以利用非侵入腦機接口實現機械臂的精準操控，改善生活質量。

二、腦機接口重點企業及產品

（一）國外企業

基于腦機接口的前沿技術屬性，布局企業大都是近十年新成立的公司，包括馬斯克在2017年創立的Neuralink公司。

放眼全球，美國仍在腦機接口領域占據絕對領先與主導地位。較為外界關注的十家美資企業，從技術路線看，侵入式和非侵入式平分天下。NeuraLink、Kernel、BrainGate等侵入式技術企業的研究和應用相對聚焦，主要在醫療康復領域。 NeuroSky、BrainCo等非侵入式技術企業的研究和應用相對廣泛，在康復、教育和娛樂等多個領域都有涉及。其中，值得關注的是華人科學家創立的BrainCo公司。

非美資企業，主要有瑞士的Mindmaze公司、加拿大的InteraXon公司和奧地利的g.tec公司，三家公司均采用非侵入式技術路線， 1999年就成立的g.tec公司，通過北京泰和利康醫療技術開發有限公司總代理，在中國開展業務推廣。

在腦機接口“商業著陸”漸行漸近的趨勢下，從科幻變現實，激發資本的投資熱情。從國外企業情況看，融資少則幾百萬美元，多則數千萬，甚至數億美元。明星萊昂納多·迪卡普里奧投資了Mindmaze公司，Facebook以約10億美元收購CTRL-Labs公司，NeuraLink公司不僅獲得創始人馬斯克的1億美元投資，還從外部融資6596萬美元。

表 國外腦機接口部分公司基本情況

 

資料來源：藥鏈圈根據公開資料整理

——BrainCo公司

BrainCo是由韓璧丞博士領銜的華人團隊于2015年創立的全球領先的非侵入式腦機接口技術解決方案供應商，同時也是首家入選哈佛大學創新實驗室(Harvard Innovation Lab)的華人團隊，被ANALYZE評選為世界十大腦機接口公司之一。BrainCo總部位于美國波士頓的哈佛大學校園旁，在中國北京、杭州、深圳等地設有分支機構。

BrainCo在教育、醫療、人機交互等領域具有領先優勢，主打產品有Focus專注力訓練系統、智能仿生手、FocusZen 正念舒壓等。其中，BrainRobotics智能仿生手，誕生于哈佛大學創新實驗室，是一款腦機接口技術與人工智能算法高度融合的產品，使用了多達8個通道的肌電信號傳感器，使用戶可以通過殘肢肌肉做出精細的操控指令。作為世界上第一款腦機接口AI假肢，成為《時代》雜志發布的2019年年度最佳創新產品之一。

 

圖：BrainCo公司主要應用產品

數據來源：BrainCo公司官網

（二）國內企業

國內腦機接口企業大都在2015年及以后成立，以非侵入式技術路線為主，侵入式技術較為領先的研究機構主要有浙江大學和北京腦科學與類腦研究中心的團隊，以及2019年的新進入者NeuraMatrix公司。其中，2020年初，浙江大學附屬醫院完成了國內首例Utaharray電極植入。

國內腦機接口企業中，學院派占據主流。比如，NeuraMatrix公司為清華大學孵化企業，念通智能公司孵化于上海交通大學機電實驗室，新成立的廣州華南腦控智能是由知名企業科大訊飛與華南理工大學聯合成立的AI腦機公司。同時，隨著國內創新創業氛圍的提升，具有海外技術基因的企業越來越多，比如腦陸科技公司技術來源于哈佛大學和麻省理工學院，BeDream公司的CTO為畢業于紐約大學生物醫學工程博士，曼安智能公司的創始人是新西蘭奧克蘭大學博士等。

從投融資看，知名投資機構對腦機接口的投資熱情越發高漲。由紅杉中國領投，清華系博?？悼萍脊就瓿葿輪過億元融資；由經緯中國領投，同為清華系的NeuraMatrix公司獲得數百萬美元Pre-A輪融資。

表 國內腦機接口部分公司基本情況

 

資料來源：藥鏈圈根據公開資料整理

——腦陸科技公司

腦陸科技成立于2018年，總部位于北京，在硅谷有顧問團隊，在濟南、杭州、寧波、珠海等城市設有分公司。專注于腦科學、腦機交互、類腦計算研究，自主研發的基于實時腦電算法解析的腦應用開放云平臺——腦智能開放平臺，為醫療健康、金融、娛樂、教育等領域提供腦機軟硬一體綜合解決方案。

值得關注的是腦陸科技公司的一款消費級腦機產品——KANG（康睡），主打AI助眠，已獲得歐盟CE認證、美國FCC-ID認證和中國SRRC認證。海外市場的開拓，標志著中國本土的腦機接口產品已達到國際領先水平，中國的腦機接口產業將迎來更廣闊的發展空間。