无需双手操作，就可以通过“意念”隔空打字；瘫痪者可以用“意念”使用智能手机……如今，这些科幻电影中才有的情景已经通过脑机接口技术变成了现实。脑机接口技术被誉为人脑与外界沟通交流的“信息高速公路”，就是在人脑和计算机或其他电子设备之间，建立不依赖于常规大脑信息的输出通路，是新一代人机交互和人机混合智能的关键核心技术。

近日，中国电科14所人脑机实验室研发的基于可穿戴脑电帽控制的外骨骼系统，成功帮助瘫痪儿童实现手部抓握。

该系统通过“脑电帽”提取运动意图脑电，利用生物信息处理算法，分析和识别出运动意图并输出相应的指令，再通过外骨骼“气动手套”驱动瘫痪儿童做出相应动作。虽然小朋友丧失了自身运动能力，但可以用脑电控制外骨骼驱动手和手臂“运动”，帮助大脑到手和手臂肌肉的神经通路康复重塑，有利于恢复受损的肢体功能。

一、多家上市公司布局

随着巨头不断推进产业发展，脑机接口这一前沿技术俨然成为新风口，已经引来多家A股上市公司布局。“脑机接口”风口来了？

1、华为新技术或用于智能驾驶

2022年11月25日，华为技术有限公司与天津大学公开了一项名为“人机交互方法、人机交互装置及存储介质”的新专利，也就是日渐火热的“脑机接口”技术。华为布局这一前沿技术，也引起了市场广泛猜测。业内普遍预计，该技术有望率先应用于华为智能驾驶领域。

摘要显示，该方法包括：显示人机界面，人机界面包括可操作对象和视觉刺激区域；对可操作对象执行第一操作命令，第一操作命令根据第一信号确定，第一信号为用户注视第一区域产生的脑电信号，第一区域为视觉刺激区域周围的多个区域中的区域，用户注视多个区域中不同的区域产生不同的脑电信号，指示执行与可操作对象相关的不同的操作命令。本申请能够使得用户无需直视视觉刺激且快速下发不同的操作命令，提高用户体验。

简而言之，用户可通过这一技术，凭借注视产生的脑电波隔空下达各种操作命令。市场普遍猜测，这一技术将率先运用于智能驾驶领域。

早在本月初，华为一项“自动驾驶车辆的人车交互的方法，自动驾驶系统”的专利获得了授权。该方法包括：获取驾驶员的脑波信号，根据驾驶员的脑波信号，控制自动驾驶车辆的驾驶状态，包括人工驾驶状态和辅助自动驾驶状态中的至少一种。

2、马斯克脑机接口技术

事实上，在华为之前，特斯拉CEO马斯克早已将目光聚焦于这一技术。2016年，包括特斯拉CEO马斯克在内的共八位创始人推出了脑机接口技术初创公司NeuraLink。

该公司专注于高带宽侵入式脑机接口技术，致力于将大脑和网络相连通，其开发了马斯克称之为“神经蕾丝”的柔性电极技术。在2021年，NeuraLink发布最新研究成果，让大脑植入芯片的猴子通过意念玩游戏。

值得注意的是，马斯克原本在十月底举办Neuralink的Show & Tell技术演示活动。不过他随后宣布将时间推迟一个月，也就是在当地时间11月30日举办。

3、科大讯飞

科大讯飞在2017年与华南理工大学成立了脑机协同混合智能技术及应用联合实验室，在2018年与同济大学合作推进“脑智同飞”联合研究中心、与北京师范大学共同合作发布了“讯飞教育脑计划”、在上海成立了科大讯飞（上海）人工智能及脑科学研究院等，开展了前瞻布局研究。

4、三七互娱

三七互娱近期也投资了一家脑机接口企业，投资标的是华南脑控（广东）智能科技有限公司。官网显示，华南脑控一家专注脑机智能技术研究与应用的人工智能前沿高科技企业。

此外，汤姆猫在今年2月与第三方合作设立上海金科汤姆猫生命科技有限公司，负责推进脑机接口、脑功能数据分析、数字游戏疗法等业务。据悉，该公司与浙江大学生物医学工程研究所等科研机构签署了合作协议，共同推进脑机接口等领域的产学研工作。

二、“脑机接口”政策面持续利好

所谓的“脑机接口”，即是指在人或动物大脑与外部设备之间创建的直接连接，实现脑与设备的信息交换。作为时下热门赛道元宇宙的重要底层技术之一，脑机接口近年来也成为各大科技巨头争相布局的重点领域。

其实，从2013年开始，美国、欧盟、加拿大很多国家相继开始了国家脑计划，中国在“十四五”中也把脑科学与类脑研究列为需要攻关的技术。2015年，以非侵入式脑机接口为研发方向的BrainCo创立，比Neuralink的时间早一年。这两家公司目前都是融资额超过2亿美金的脑机接口公司，BrainCo是国内首个脑机接口领域独角兽。脑机接口技术被称作是人脑与外界沟通交流的“信息高速公路”，是公认的新一代人机交互和人机混合智能的关键核心技术，甚至被美国商务部列为出口管制技术。

最初业内普遍认为，脑机接口未来将率先应用于医疗康复行业，不过近年来，其下游应用场景不断扩容，其中就包括火热的虚拟现实“元宇宙”领域以及智能驾驶等领域。

目前，脑机接口领域政策面也持续利好。10月中旬，上海印发《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》中提出，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。有分析认为，脑机接口可能将率先应用于医疗康复行业，此外，其在娱乐市场也有望加速扩容，成为继VR、AR之后下一代元宇宙入口。

此外，据科技日报报道，11月20日，记者从天津大学获悉，我国首个脑机接口综合性开源软件平台MetaBCI正式发布。该平台可提供一站式脑机接口信息处理支持、支撑多中心脑机接口研究的互联……这不仅填补了我国通用脑机接口领域面向开源生态自主研发软件的空白，更为脑机接口技术的跨团队协作创新提供了一个基础的开放平台。

从市场规模上看，虽然脑机接口目前仍处于发展初期，但市场前景仍较为广阔。据中国电子技术标准化研究院公布的《脑机接口标准化白皮书2021》显示，2019年全球脑机接口市场规模约12亿美元，预计2027年达37亿美金，CAGR15.5%，目前下游医疗保健领域占比62%，其次为疾病治疗。麦肯锡预测未来10到20年，全球脑机接口产业将产生700-2000亿美金经济价值。

三、脑机接口走向生活

早在20多年前，清华大学就对于无创脑机接口进行了研究。当时，航天员上天之前，都需要进行耐力方面的特殊训练，目的是使受训者在接受转动、旋转、失重和超重等刺激时，不会发生眩晕和错觉症状。在太空环境适应训练中，航天员训练最多的是离心机，因为离心机高强度的刺激环境，在训练中人常常会来不及喊停便陷入眩晕。来自清华大学的团队负责在离心机实验环境中检测受训人的大脑意识状态，通过脑机接口系统分辨出受训人是否清醒。这种基于脑电状态来评价人的精神状态，并基于用户需求给予特定反馈的技术，形成了多类应用——开发更为轻便的可穿戴设备，应用在冥想、放松、睡眠等健康场景以及专注力、智能玩具、艺术装置等教育或消费类场景中。

2006年，美国布朗大学研究团队完成首个大脑运动皮层脑机接口设备植入手术，四肢瘫痪的病人能够通过运动意图来完成机械臂控制、电脑光标控制等任务。2012年，脑机接口设备已能够胜任更复杂和广泛的操作，国外有团队为一位瘫痪女士植入了96个电极的脑机接口设备，让这位女士用大脑操控机械臂实现自己喝水、吃饭、打字、与人交流等。2014年巴西足球世界杯开幕式，高位截瘫青年朱利亚诺·皮诺特在脑机接口与人工外骨骼技术的帮助下开出一球。近十几年来，脑机接口不断接近了人们过去在科幻作品中看到的未来形象。

国内的脑机接口应用医疗健康研究也如雨后春笋般兴起。值得关注的是，2018年，清华大学脑机接口团队为一位渐冻症患者设计了一套中文输入的视觉脑机接口系统，帮助这位渐冻症患者完成脑控打字的任务。迄今为止，这套全国产化高舒适度高速人机交互新模式系统，仍牢牢保持高速率脑机接口技术世界第一的纪录。

这套系统基于稳态视觉诱发电位技术开发，其原理是通过一定频率闪烁的目标对实验者的眼睛进行刺激，再根据大脑视皮层响应的特定脑电信号来判断实验者看到的是哪个闪烁频率的信号，进而通过脑电算法解码成相应的操作指令。在脑机接口的研究范式中，稳态视觉诱发电位技术具有短交互、高准确度、安全性高、应用面广等优势。如今，这一技术已经在车载、医疗、智能装备、元宇宙等与国民经济息息相关的重要行业走向应用。

残障人士的医疗辅助与康复也是脑机接口的重要应用方向，在智能仿生手领域，国内专家已开发出脑机接口手功能康复训练系统，通过与人工智能算法高度整合，将脑机接口与外骨骼机器人有机结合，通过采集、处理人体脑电神经信号实现动作控制。使用者可通过“意念”控制外骨骼机械手，带动瘫痪手部进行训练，也可做出各种复杂动作，帮助使用者实现肢体康复训练。这项应用对运动技能衰退的中老年人、脑血栓引起的运动障碍、中枢及外围神经病变患者、断肢移植、皮肤移植造成的感觉功能障碍等人员具有很好的前景，可帮助患者重获对躯体的掌控，自信面对生活。

四、脑机接口产业链尚未实现完全闭环

基于稳态视觉诱发电位技术的元宇宙级交互体验系统，不同于传统的手柄、手势、语音、眼动等交互手段，脑机接口可以不依赖于肌肉和外周神经直接与外部设备与环境建立交互，且更具沉浸感，可解放双手，通过脑电信号实现“所见即所得”。元宇宙的产业快速发展，物理世界的更多行为、动作可以通过编码接入数字世界，不仅会重塑交互，更会深刻影响人们感知、回应、掌控事物的方式，加强人在虚拟世界的真实感官体验，在数字世界和现实世界持续、无缝地切换。

脑机接口设备主要包括脑电采集设备、BCI芯片、处理计算机以及数据集&处理算法、操作系统级分析软件、外部嵌套设备等。脑电采集设备主要采用电极帽/微探针/微电极，BCI需要实现脑电信号的预处理、信号通信甚至部分信号处理环节。由于目前业界对脑信号的模拟和“写入”了解非常不充分，目前脑机接口活动尚未实现完全闭环。

对于可关注的方向上，华安证券认为，脑机接口产业链发展仍在初期阶段，上游设备尚未实现标准化量产，自研BCI芯片和算法成为核心技术壁垒。BCI芯片高门槛体现在模拟电路设计挑战大、低功耗要求高以及同时具备无线能量传输的无线通信技术。无线通信能力将是脑机接口芯片重要功能模块，基于低功耗/低延迟的蓝牙、私有协议、UWB技术有望成为主流备选方案，脑机接口市场的打开将为商用芯片/通信IP打开全新市场空间。

随着计算机科学、神经生物学、数学、康复医学等相关学科的不断探索与交叉融合，脑机接口技术正从基础科研走向市场。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，业界认为未来10-15年或将出现新一代交互方式，用意念控制机器、脑控开关等都将会成为现实，在医疗、教育和消费品等市场应用潜力巨大。国信证券预计未来市场规模发展潜力大。根据Mckinsey于2020年出具的研究报告，预计脑机接口相关市场规模在2030-2040期间可达700亿-2,000亿美元。

文章来源： 金羊网，中国电科，网信静海，钱眼信息，上游新闻