今年兩會期間，天津大學神經(jīng)工程團隊為媒體介紹了全球首個片上腦機接口智能交互系統(tǒng)。“片上腦機”是在電極芯片上培養(yǎng)出來的“類腦組織”，是腦機接口領域的一個重要新興分支。
腦機接口作為連接大腦與外部設備的關鍵技術，可實現(xiàn)大腦信號的讀取、解碼與指令轉(zhuǎn)化，其應用場景廣泛，橫跨醫(yī)療健康、教育、智能家居等多個行業(yè)，展現(xiàn)出極為廣闊的發(fā)展前景。
在市場增長的驅(qū)動因素方面，醫(yī)療是腦機接口當前主要產(chǎn)業(yè)化方向。消費級應用市場也在逐步打開，如在教育、智能家居等領域，腦機接口技術為用戶帶來全新的體驗和交互方式。
市場規(guī)模大幅增長
Grand View Research數(shù)據(jù)顯示，全球腦機接口市場規(guī)模2019年為12億美元，2023年達到了19.8億美元，2024年預計能達到24.8億美元，同比增長25.25%。
根據(jù)腦信號采集時電極植入大腦的位置，腦機接口主要分為三類：非侵入式、半侵入式和侵入式。美國在腦機接口的理論、方法和實踐方面處于全球領先地位，其以侵入式和半侵入式為主，中國以非侵入式為主，形成差異化競爭。中國非侵入式腦機技術引領全球，今年2月，天津大學和清華大學合作研發(fā)“雙環(huán)路”腦機接口系統(tǒng)，突破傳統(tǒng)操控限制，占據(jù)全球領先地位。
賽迪顧問數(shù)據(jù)顯示，2024年我國腦機接口市場規(guī)模為32.03億元，未來3年市場規(guī)模年均增長率可達20%以上，預計到2027年將達到55.75億元。
政策支持力度持續(xù)加碼
近年來，政策對腦機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“腦科學與類腦研究”確定為我國重大科技創(chuàng)新項目�！笆奈濉逼陂g，政策著力促進腦科學產(chǎn)業(yè)落地，2023年、2024年以來，腦機接口被工業(yè)和信息化部列入未來產(chǎn)業(yè)，提出開展腦機接口標準化路線圖研究。
根據(jù)規(guī)劃，我國腦機接口產(chǎn)業(yè)預計在2030年取得產(chǎn)品和技術的突破，在腦機融合、類腦芯片、大腦計算神經(jīng)模型等關鍵技術和核心器件方面獲得突破，研制一批醫(yī)用安全的腦機接口產(chǎn)品。
近年來，北京、上海、深圳、天津、湖南等多地在地方政府工作報告中提出布局腦機接口產(chǎn)業(yè)，進一步推動行業(yè)快速發(fā)展。
截至2024年底，我國腦機接口產(chǎn)業(yè)累計發(fā)明專利和實用新型專利數(shù)量超2000項，歷年申請數(shù)量呈波動上升的態(tài)勢。
目前，國內(nèi)腦機接口正處于由基礎研究向臨床應用轉(zhuǎn)化的重要階段。
3月3日，全球首批第4例通過腦機接口讓癱瘓者重新行走的臨床概念驗證手術在復旦大學附屬華山醫(yī)院成功實施。
“杭州六小龍”之一的強腦科技主要成果包括智能仿生手、機器人遙控方法等。2022年間，其研發(fā)的智能仿生手獲得了FDA認證。
不少上市公司也涉足腦機接口領域。
全國人大代表、高德紅外董事長黃立接受采訪時表示，其研發(fā)團隊和武漢協(xié)和醫(yī)院合作完成首個全國產(chǎn)高通道腦機接口臨床測試，目前高德紅外團隊已研發(fā)出65000通道、雙向腦機接口芯片�？拼笥嶏w、誠益通、博靈腦機、三博腦科、愛朋醫(yī)療、創(chuàng)新醫(yī)療等上市公司在腦機接口領域均有布局，并取得了一定進展。
從我國目前產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢來看，有兩點趨勢值得關注：
一是腦機接口產(chǎn)業(yè)區(qū)域、企業(yè)競爭馬太效應將進一步凸顯。目前國內(nèi)腦機接口企業(yè)和研發(fā)成果主要集中在京津冀、長三角和珠三角地區(qū)，北京、上海和深圳已形成集聚效應，同時國內(nèi)已有企業(yè)進入臨床階段，先發(fā)企業(yè)將占據(jù)較大市場份額，預計未來行業(yè)馬太效應將持續(xù)顯現(xiàn)。
二是非侵入式技術加速商業(yè)化融合應用。相較于侵入式技術，非侵入式路徑不會產(chǎn)生免疫排斥反應，大眾接受度更高、應用場景更加廣闊，預計未來非侵入式技術在包括商業(yè)娛樂、數(shù)字孿生、教育和航天軍工等領域的商業(yè)化融合應用也將成為行業(yè)重要方向。
產(chǎn)業(yè)化應用存挑戰(zhàn)
從行業(yè)前景來看，腦機接口設備的規(guī)�；蜕虡I(yè)化將顛覆產(chǎn)業(yè)形態(tài)，人類或?qū)㈤_創(chuàng)下一代人機交互系統(tǒng)。通過腦電信號直接操控設備，將取代鍵盤、鼠標甚至觸摸屏等傳統(tǒng)交互方式，實現(xiàn)意識驅(qū)動形成“人—機”直連通道。
雖然腦機接口前景美好，但目前來看，其在產(chǎn)業(yè)化應用方面存在挑戰(zhàn)。技術上，腦信號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，強腦科技已完成約3億美元融資并投入研發(fā)。
隨著科學技術發(fā)展，腦機接口的應用可能會徹底改變我們與外部世界的互動方式，進一步模糊人類和機器之間的界限。然而，這也將伴隨著一系列復雜的倫理、隱私和社會問題。
