会议要点

1. 探秘脑机接口技术与前景

脑机接口技术基本原理是将大脑活动与外部设备直接连接，实现人机交互。分为单向捕捉大脑信号和双向对大脑发出刺激信号。

脑机接口发展历史：从1924年发现脑电波开始，经历大脑结构学习，21世纪初侵入式脑机接口研究，到2017年商业化阶段，重大事件包括Neuralink成立和Facebook意念控制产品落地。

脑机接口技术需求是应对智能设备和AI发展中面临的信息交互带宽瓶颈，旨在加强人与智能世界的连接。

侵入式和非侵入式脑机接口各有优劣，目前知名企业如Neuralink正在研发中，发展趋势尚未明确，但两者最终形式及优化方向仍在探索中。

2. 脑机接口的原理与技术难点

脑机接口基础原理：采用侵入式与非侵入式电极采集生物电信号。侵入式电极可以放在大脑皮层上方或内部以收集神经元放电信号。

技术发展现状：硬件平台是当前难点，电极信号需要放大滤波，同时需要多通道放大器和数据处理。软件方面，通过机器学习和深度学习进行信号编解码。

脑机接口发展潜力：可以建立脑电波与任务的一一映射关系。解码过程中需用计算机算法如卡尔曼滤波确保操作平滑，实现控制交互的应用前景广阔。

3. 挑战与展望

脑机接口的电极设计关键点：需要高度生物相容、安全且有效的材料，长期在体内工作且不被人体排斥。

中美科研在电极技术水平大致相当，关键挑战在于产业化过程中电极的品质控制和可靠性。

跨学科集成困难：需要电子、软件、电化学、纳米工程等多个学科专家协作，以实现技术细节对接和产业界优化。

4. 脑机接口产业化途径及挑战

侵入式脑机接口平台已开始临床试验，现已完成首次植入，动物实验显示安全性得到了验证。但临床试验招募缓慢，预计三年招募约49例参与者。

脑机接口产品从临床试验到获得医疗器械注册证书预计需时5至6年。国内市场的产品注册预计会有2至3年的延迟。

柔性电解质和血管内支架电极等侵入式平台虽不伤害脑组织，但解码信号质量较低，目前只能解码简单的状态。对比更成熟的技术平台，其能轻松解码多维度信号，进行鼠标的快速控制。

硅基电极的优点在于植入过程简单，但脑会将其识别为异物，半年至一年后可能损失采集信号能力。目前国内研究和应用脑机接口公司相对较少。

5. 脑机接口技术及市场分析

脑机接口技术：美公司PrecisionNeurosciences利用片状柔性电极采集大脑信号，清华大学洪波采用该技术在硬膜外采集大脑信号，展现不同方向的技术进步。

临床许可与产品化速度：多个美国公司已获FDA临床许可，预示着脑机接口产品化速度将加快，各家公司技术发展方向和市场布局各不相同，助推行业发展。

人工智能与脑机接口结合：脑机接口技术与AI结合主要用于信号处理与解码，如编辑、滤波等；AI的进化可提高脑机接口技术在不同人群中的泛化能力，促进更快地学习和使用。

6. 脑机接口产业链深度解读

脑机接口产业链涉及材料、微制造、芯片设计、微控制器、电池和封装等环节；其中，微控制器多由logic和ST等海外公司提供，电池则由如维力侬等国内外公司生产。

产业链各环节均存在传统领域的影响力大玩家，例如微制造领域有中芯国际，而芯片设计则包括台积电等，这在布局投资时值得关注。

国内外技术水平相近，但美国公司如Neuralink融资能力较强，能快速推动技术和产品研发；国内公司需要几年来弥补某些高通道脑机接口技术的差距。

7. 全球脑机接口政策与市场展望

全球和中国的脑机接口政策环境：国家政策普遍支持脑机接口技术发展，美国、欧盟、中国均推出相关计划和产业联盟，年复合增长率达20%，预测2035年市场规模达1000亿美元。

脑机接口应用领域展望：公司如Meta已开发神经肌肉信号人机交互产品，预计2025年发布，未来应用于AR/智能设备交互将具有广泛前景。

重点关注中国的脑机接口公司：技术实力及商业能力是考量因素，包括脑虎科技、硬核脑科学、阶梯医疗、威廉医疗、博睿康以及致远医疗值得重点关注。

Q&A

Q：脑机接口（BMI）的基本原理和技术是什么？

A：脑机接口（BMI）技术实质上是建立大脑活动和外部设备之间直接连接的方法。它通过捕捉以及解码大脑发出的信号，并将这些信号转换为计算机能够识别的指令，从而实现人与设备的交互。分为单向和双向的，单向脑机接口是指仅接收大脑的指令，而双向脑机接口除了接收指令外，还能向大脑发送刺激信号，对大脑状态进行调节。

Q：脑机接口的发展历史有哪些重要的里程碑？

A：脑机接口的发展始于1924年，人类发现了脑电波。早期研究集中在探索大脑基本结构，进而发展到21世纪初，通过侵入式脑机接口对瘫痪病人实施了植入，并成功让他们通过脑信号控制机械臂，实现人机互动。2017年以后，脑机接口产业进入了商业化阶段，发展迅速，具有代表性的事件包括Neuralink公司的成立、Facebook推出的意念控制产品和各种信号采集技术的应用等。

Q：为什么现代科技发展中需要引入脑机接口技术？

A：脑机接口是信息交互的一种形式，其核心在于解决当前信息交互遇到的带宽瓶颈问题。随着智能设备的增多和AI技术的发展，我们与智能世界连接的需求日益增长，需要更多带宽进行信息传递，而脑机接口技术恰好能提供这样的解决方案。

Q：对于侵入式和非侵入式脑机接口，它们各自的发展趋势和优劣是什么？

A：侵入式和非侵入式脑机接口各有优劣。侵入式接口由于直接与大脑组织接触，通常能提供较高精准度的信号采集，但伴随着较大的健康风险和植入成本。非侵入式接口则相对安全且便于使用，但其信号精准度和分辨率通常不如侵入式方法。各自的发展趋势取决于技术进步和社会对于侵入性程度的接受度，未来可能出现一种结合两者优点的混合形式。

Q：脑机接口的系统组成有哪些部分？

A：脑机接口系统的组成主要分为四到五个部分。首先，最前端是电极，也称为传感器，用于采集人体的生物电信号。根据电极是否植入体内，可分为非侵入式和侵入式脑机接口。侵入式脑机接口又根据电极放置在人体内不同部位可进一步分为多种技术，例如放在大脑皮层上方的ECOG技术和嵌入式皮层内部的传统侵入式技术。此外，电极按材质又可分为柔性电极和硬性电极。NEURLINK是一个例子，采用柔性电极技术，电极细如头发丝，每根头发丝上有16到32个电极，组成1024个通道，以此来采集神经元放电信号。这些信号的强度通常在20微伏到1000微伏之间。

Q：电极采集的电信号与人的意识之间是否有一对一的关系？

A：由于大脑中的神经元数量非常多，达到约860亿，我们不可能采集所有神经元的信号。如果能够采集到所有神经元的信号，那么它们与大脑的意图之间确定能对应上去。但在目前技术条件下，我们只能采集部分神经元信号。这些信号可以与大脑想要执行的动作或者任务对应起来，建立连接。例如，在运动皮层采集信号，将不同位置的信号对应到键盘字母上，通过建立映射关系，可以实现意念控制输入字母等人机交互。这个范式的建立对于脑机接口来说是比较重要的。

Q：在脑机接口产业发展中，现阶段的主要难点是什么？

A：目前，脑机接口产业发展面临的主要难点是硬件平台的搭建。具体来说，需要处理的是电极信号相对较弱且可能含有噪声的问题，因此需要放大和滤波。随着通道数的增加，就需要用传统CMOS工艺制作的多通道放大器，处理后的数据还需要压缩。此外，还需要通过微控制器、存储等处理信号，并通过蓝牙或有线方式传输到外部计算机进行进一步编码。编解码过程需要依赖先进的计算机和人工智能算法，特别是机器学习和深度学习。对于不稳定的解码过程，可能还需要卡尔曼滤波器等计算技术来平滑操作。总之，整个系统包括信号采集、放大滤波、数据处理、信号传输和编解码等多个部分，这些环节的技术突破对产业发展至关重要。

Q：脑机接口技术在电极的开发上面临哪些难点？

A：脑机接口技术在电极开发方面的难点主要在于保证电极的长期安全性和有效性，即在体内被长期稳定接受且不引发人体强烈排斥反应的问题。目前的做法是采用柔性电极，提升与大脑组织的兼容性，使大脑误以为是自身组织的一部分。然而，在提高柔软度的同时，这些材料还必须保持优良的绝缘性能，不易断裂，以应对植入和可能的移除等过程。电极做到多通道和高信号检测可靠性（例如保证每一个通道都能检测到信号）也是商业化的一个大挑战。同时，高通道电极的生产要求高质量控制和集成化处理，涉及芯片制作、设计以及系统整合等方面，这在产业链开发成本和商业规模上都是难题。

Q：在建立脑机接口硬件平台方面，中国目前的状况如何？

A：中国在脑机接口硬件平台建设方面具有一定基础，但在某些领域如植入式电池的开发上还不够成熟，产业链应用也相对有限。国内企业常采用外置电池的解决方案，例如清华大学和博睿康合作使用外置电池的平台。整体来说，需要整合全球顶尖技术和专家资源，例如NOLINK利用自研的芯片设计和顶级机构的帮助进行优化。此外，还需要对平台的安全性、有效性进行大量投资和动物实验来验证，从而确定合适的数据模型和人工智能算法。

Q：脑机接口技术在商业应用方面面临哪些挑战？

A：在商业应用方面，挑战包括保持产品质量控制、保证系统的可靠性，并需针对每个通道进行高精度信号检测。此外，还包括系统的集成化设计和生产成本，由于市场需求量可能较小，导致研发成本较高，难以吸引其他公司进行投入或购买。

Q：您认为从目前的技术发展来看，脑机接口达到商业化成熟需要多长时间？

A：目前还无法提供准确的时间预测，因为这取决于许多因素，包括难点的突破、集成技术的改进、及行业内外部资源的整合情况。要实现商业化，还需要对安全性和有效性进行广泛验证，这本身就是一个长期而昂贵的过程。

Q：脑机接口领域中，侵入式平台如Link的临床实验和市场前景如何？

A：Link这类侵入式平台目前已经开始进行临床试验，并已完成首次植入。其安全性得到动物实验的支持。预计在临床阶段的招募进度上，会比较缓慢，大约是今年七人，明年十四人，后年二十八人左右，完成这一阶段大约需要三年时间。接下来，还需要包括长期随访和产品注册等流程，总体上可能需要五到六年时间才能拿到医疗器械注册证书。因此，产业发展周期预计为六年。在国内方面，进度预计将比美国慢约两到三年，因为我国医疗器械注册通常会在美国产品获批后才跟进。

Q：除了Link这类侵入式脑机接口外，市场上还有哪些其他类型的技术？哪种技术的临床试验更加成熟？

A：市场上除了像Link这类侵入性平台之外，还有利用柔性电解质和血管内支架电极等其他形式的侵入式平台。这类平台特点是将电极置入身体的静脉中，通过血管的方式接近大脑皮层来采集信号，其优势是不直接破坏大脑皮层，但缺点是会丧失一部分信号质量，目前技术上仅能解码出比较简单的信号，如“是”或“否”的二维解码。相比之下，如NewLink的技术则更为成熟，现已完成了78例临床实验，能够轻松解码出多个维度的信号，并实现快速的鼠标控制。

Q：关于脑机接口的硬电极技术有哪些特点及存在哪些问题？

A：硬电极技术，则是使用铁管等材质制成类似磨绣花针的电极，该技术可以在硅上刻蚀出100到400个电极针尖，其好处在于硬度较高，植入过程较为方便，不需借助机器人。但是缺陷在于，大脑可能会在半年到一年后将其识别为异物并进行包裹，从而损失信号采集能力。在国内，类似技术的公司较少，以往多用于科研界，如浙江大学利用这类电极进行过实验研究。

Q：脑机接口行业目前有哪些发展方向和相关企业？

A：脑机接口行业主要有以下几个方向：首先是NEWLINK模式下的柔性电极改进项目；其次是美国的PrecisionNeuroscience公司采取的方法，即通过将NEWLINK的柔性电极从单根改为一片带有多个接触点的形式，该形态采集信号不需植入大脑皮层，而是放置在大脑皮层上方；清华大学洪波教授利用这项技术在硬膜外采集脑信号；美国一家公司采用了1000多个通道的集成方案，而国内的实验采用了8个通道。在这些方向上，美国的公司已经拿到了FDA的临床许可，并且各家产品化速度相当。国内在这些方向上的代表性公司包括南湖科技、硬核脑科学、阶梯医疗、自然医疗等。至于硬性电极方面，武汉有中华老基公司正在进行布局，但目前产品尚不明确。再有就是ECOG的软性电极模式，有微型医疗和博瑞康等公司正在布局。

Q：这些企业的研发是否会与应用场景如机器人或其他行业结合？

A：行业初期，企业多专注于自己平台的开发。后期可能会有与机器人、人机融合甚至元宇宙产业的融合。目前而言，在康复设备层面，如基于机电神经肌肉信号采集的智能仿生手的应用已有现实案例。美国一公司通过采集脑电，辅助瘫痪患者操作外部机械手套以完成控制，从而重建手部至大脑的神经链路。国内这一市场规模可能在100亿级别，而相关公司正布局这一区块。

Q：脑机接口与人工智能的结合会如何展开？

A：脑机接口与人工智能的结合主要集中在信号采集后的编解码及滤波环节。AR技术是关键，因为它能帮助解读脑信号中的神经活动。目前，由于大脑神经信号的含义尚不完全明了，人工神经网络通过深度学习来学习这些信号的意义。此外，人工智能算法还有助于脑机接口技术在不同个体间具有更好的泛化性，例如通过迁移学习和少样本学习来提升效率和精度。随着智能机器和机器人的飞速发展，脑机接口可能成为连接人脑和机器世界的基础接口。当前，在生成式人工智能方面，其应用尚现阶段较少，偶尔用于生成额外的脑电数据来充实研究所需的数据集。

Q：脑机接口产业链上下游有哪些环节，以及哪些主要的玩家？

A：对于脑机接口产业链而言，目前还在早期阶段。技术层面涉及到电极、芯片设计、微制造、微控制器以及电池等多个方面。其中，电极相关的技术包括柔性材料的应用，这些材料如Polly卖，半导体和柔性屏领域也会使用。微制造方面，像微制造实验室、小型公司和中芯国际这类商业化企业都在参与。在asic芯片设计上，中芯国际和台积电以及德国的一些公司都有涉及。微控制器主要是logic和ST这类公司。传输方面则包括蓝牙和wifi芯片，例如华为提出的融合技术。至于电池部分，我们看到植入式设备的电池成本会非常高，一些国内厂商如维力侬正在这方面努力，传统电池制造商往往也能适应这一需求。封装技术涉及到玻璃封装或镍钛合金封装，而软件算法则更倾向于公司内部发展。

Q：在上市公司层面有哪些重点企业？

A：在上市公司中，心里医疗有进行血管内支架电极的研究，三门脑科早期面向癫痫治疗有所涉猎，而其它像柏林脑机等公司则在机电手环和康复设备方面有所发展。

Q：中美脑机接口领域技术上是否存在较大差异？

A：技术层面上，中美两国的实验室水平差异并不大。从通道数来看，目前中国企业能做到八通道的版本，而美国则有超过两百通道的平台。高端的一千多通道无线方案，中国可能还需要两三年的发展。技术上中国稍落后一点，但闭环制造上已经具备能力，差距主要在商业和产业布局上。像美国的neolink因为强大的融资能力，能够投入大量资金进行技术开发，而在国内则有公司很难做到这一点。

Q：目前从事脑机接口领域的创业公司创始人背景是怎样的？

A：这些创业公司的创始人主要来自技术背景，要么是从电极技术起家，要么是擅长芯片设计，还有些专注于实验和算法的研究者。如南湖科技、阶梯医疗、自然然医疗均为涉足电极技术的企业。而清华大学的凝聚科技和浙大的系统脑机智能，则分别在芯片和算法领域有所建树。硬核脑科学的赵博士，同时致力于脑科学研究和医疗器械的开发。这些公司多是从大学实验室分技术支出来，有的专注于非侵入式，有的近年来受到更多关注。

Q：中国或美国等主要国家在脑机接口领域的政策节奏和导向。

A：在脑机接口市场方面，各国政策总体上是支持性的。市场预测表明该领域的年复合增长率为20%，预计到2035年市场规模将达到1000亿美元。中国推出了“新智生产力”政策，美国先前实施了耗资50亿美元的"brain"计划，欧盟也推出了一个10亿美元的脑科学计划。中国的“十三五”规划期间提出要强化脑科学研究，立足脑科学基本原理研究，推动新一代人工智能、以及这个领域的脑疾病治疗。此外，中国成立了脑机接口产业联盟，会员超过150家，旨在推动国家脑科学结构产业的发展，并提供包括设备检测、第三方检测在内的政策支持。在医疗器械审批过程中遇到的难点，例如“绿色通道”，也会得到支持。美国在一段时间内没有放开脑机接口临床实验，但后来也放开了，显示出对这种先进技术的积极态度。

Q：脑机接口在日常生活中有没有潜在的应用场景？

A：除了医学康复领域外，Meta公司（曾用名Facebook）正在研发非侵入式的基于神经肌肉信号的交互方式。例如，通过识别传输中产生的电磁信号，将清晰信号解码出来实现精确的人机交互。目前，公司已有原型机能实现连续快速打字和手势等动作，并打算在2025年发布支持下一代空间计算设备的产品。对于人机交互的未来发展，我认为有两个方向：一是非侵入式交互，通过多模态信号融合进行智能交互；二是侵入式技术，但这个至于非侵入式会难一些。非侵入式交互易于为普通消费者所接纳，可以用于AR和智能设备的交互，而侵入式交互尚需时间在安全性、有效性验证及伦理问题上取得突破。

Q：在脑机接口市场，有哪些国内公司值得关注？

A：国内在脑机接口市场值得关注的公司有脑虎科技、硬核脑科学、阶梯医疗、威廉医疗、博睿康和致远医疗等。在评估这些公司时，除了技术能力外，商业和融资能力也是非常关键的。公司需要具备持续达成里程碑的能力以支持进一步融资，商业化和融资努力对这些公司来说是重要的考验。