据报道，美国特斯拉公司创始人埃隆·马斯克（ElonMusk）旗下的脑机接口公司Nueralink于当地时间5月25日宣布，已获得美国食品药品监督管理局（FDA）的批准，将开始首次大脑植入物人体临床研究。Neuralink表示，FDA的批准是团队与FDA密切合作的难以置信的结果，代表了重要的第一步，未来公司的技术将帮助许多人。Neuralink公司希望，通过向人脑植入电极、芯片等装置，建立连接人脑与外部设备的通信和控制通道，即脑机接口，从而实现用大脑生物电信号直接操控外部设备或以外部刺激调控大脑活动的目的。这一技术若能成功，将造福有视觉或行动障碍或其他一些疾病的患者。
资料来源：康橙投资脑机接口当前已成全球科技前沿热点，世界主要国家和地区都在加快脑机接口产业布局，积极开展相关技术研发。当前脑机接口相关的研发已经在仿生学、医疗诊断与干预、消费电子等多个领域进行持续探索，并拓展应用到情绪识别、教育、虚拟现实和游戏等领域。
面向未来，脑机接口技术有望在科技创新发展中占有重要地位，并引发产业链的变革。
麦肯锡《TheBioRevolutionReport》预计未来10到20年，脑机接口相关市场规模在2030-2040期间可达700亿-2,000亿美元。
资料来源：麦肯锡
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脑机接口行业概览
脑机接口是指在有机生命形式的脑与具有处理或计算能力的设备之间，创建用于信息交换的连接通路，实现信息交换及控制。脑机接口技术是人与机器、人与人工智能交互的终极手段，也是连接数字虚拟世界和现实物理世界的核心基础支撑技术之一，同时其与量子计算、云计算、大数据等信息通信（ICT）技术的结合将成为各领域新的重要研究方向。
资料来源：中国人工智能产业发展联盟
从发展历程来看，脑机接口1976年由加州大学洛杉矶分校的雅克·维达尔(Jacques J. Vidal)提出。二十一世纪以来脑机接口技术高速成长，新范式、新算法、新设备层出不穷，早期范式性能明显提高。近十年脑机接口研究范围和规模持续扩大，被动脑机接口、协同脑机接口、互适应性脑机接口、认知脑机接口、多人脑-脑接口等众多范式涌现。当前研究大脑认知的神经科学已经在分子细胞、关键元器件、软硬件开发、应用系统、仪器仪表等多方面取得进展和突破，以及随着人工智能算法的精进，使得脑机接口产业的商业应用逐渐成为可能。
资料来源: ，University of Washington02
脑机接口产业链
脑机接口产业链发展仍在初期阶段。
行行查数据库资料显示，产业链硬件层包括脑电采集设备和外控设备：脑电采集设备包括核心部件和器件、电极、芯片、电源和材料；外控外联设备包括机械臂、仿生手、无人机等。软件层包括生物信号分析、处理计算机以及数据集&处理算法、操作系统级分析软件、通信计算和安全隐私等。一个完整的脑机接口过程主要包括五个步骤实现：1）脑信号采集；2）脑信号处理与解码；3）控制接口；4）机器人等外设；5）神经反馈。
资料来源：量子位《脑机接口深度产业分析报告》脑电采集
在这些监测技术中，脑电因为时间分辨率高、设备价格低廉且便携等优点，逐渐成为脑机接口研究最主流的探索方向。根据脑电的采集方式，当前的脑机接口又可以分为植入式、和非植入式。植入式脑机接口技术主要应用在医疗领域，最有可能率先落地并带来市场收益的是神经替代、神经调控相关技术和产品。非植入式脑机接口技术可应用在更广泛的生活生产领域，正逐步在康复训练、教育娱乐、智能生活、生产制造等众多方面为人类带来福祉。目前脑机接口主要以非侵入式为主，用于诊疗康复领域，其中医疗保健领域占比62%，剩余为疾病治疗领域。随着对脑机理的不断认知，采集获取的数据量越来越庞大，未来将陆续面临数据压缩算法和存储技术，以及高通量高速数据无线传输等方面的挑战。此外，基于脑电的信息认证及信息安全、隐私保护也将是软件层重点研究和解决的问题。BCI芯片
脑机接口产业链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芯片涵盖模拟、数字、通信多种功能，中美角力高端芯片设计。主要实现脑电信号的预处理（包括放大、滤波、模数转换、编码等）、信号通信甚至部分信号处理环节。信号处理环节通常在计算机或云端完成，需要实现用户意图的特征提取、将提取的信号特征转换为通信指令，之后由通信设备或辅助设备给出反馈（通常为显示器或声音、机械反馈）。但由于目前业界对脑信号的模拟和“写入”了解非常不充分，目前的脑机接口活动尚未实现完全闭环。目前BCI芯片主要有通用芯片和ASIC两种方案，通用芯片通常使用TIADS1299+ST32 MCU+配套电源管理芯片+蓝牙/私有协议芯片等方案组成模组，而为了实现更高性能/更低功耗，特别是对于侵入式/半侵入式方案，需要研发定制ASIC混合信号处理芯片。Neuralink、复旦大学、布朗大学等，设计了自己的ASIC芯片。
资料来源：上海市政府官网国内布局脑机接口相关厂商中，汉威科技脑机接口是控股子公司苏州能斯达研发的在新型柔性触觉传感器类脑交互方面的一个应用，也是能斯达未来关注和布局的方向之一。
盈趣科技与天津大学医学部和海河实验室的合作目前处于前期立项交流阶段，包括人工神经康复机器人、脑机疲劳驾驶监测、数字脑电图机等创新项目，同时参与承办天津大学牵头主办的全国首届脑机接口大会。汤姆猫与杭州妞诺霄云大数据科技有限公司签署了《战略合作协议》，根据协议，双方将利用各自资源和优势开发新的移动应用产品或升级既有的移动应用产品，主要包括脑电读图、脑健康检查、情绪识别与干预等领域，以及在建设基于心理学的数字健康平台、集成表情捕捉、外接设备读取脑电波信号等脑机接口、脑功能数据分析技术、数字游戏疗法等领域开展合作研究。佳禾智能全资子公司思派康拥有发明专利脑电波采集通信系统、通信帧的生成装置和读取装置，该专利技术采取12个通道的脑电传感器的脑电波头戴设备，用于打游戏时，通过该头戴设备控制鼠标左移，右移，上移，下移，点击等。奥谱光电参与了＂面向脑机接口的机载战场图像信息获取系统＂项目的申报，并做了原理性研究。中科信息近期在接受调研时表示，公司脑机接口技术，主要用于智慧麻醉、智慧康复两大应用场景，目前相关设备已到位。东富龙康复器械创新的主要进展包括康复机器人、智能视觉与语音交互、脑机接口（BCI）等。爱朋医疗对包含微电脑注药泵外壳、硅胶管、电池、微电脑芯片在内的多项原材料进行了品质提升，公司有脑芯片产品。三博脑科在互动平台表示，脑机接口技术在神经医学方面的临床诊疗及神经康复领域均有较大的应用前景，三博脑科作为“医教研”一体化的学院型医疗机构，始终关注脑机接口技术在医疗领域的应用和发展，也参与临床应用的基础应用和探索。
中国科学院院士赵继宗在中关村论坛上表示，脑机接口技术未来发展方向分为高性能脑机接口、双向脑机接口和信息安全，在高性能脑机接口方面，目前脑机接口的通信速率仍较低，在大脑和机器之间建立高效的信息交流通道，是实现高性能脑机接口的关键。同时，脑机接口临床应用存在以下问题与挑战：①大脑有800~1000亿个神经元。分析脑机接口采集的数据非常困难：哪些信号有用，哪些信号没用，信号之间如何相互作用知之甚少。②植入式电极有手术风险，植入后的电极可能发生免疫反应或感染，电极周围形成神经胶质疤痕组织使神经信号衰减。③非侵入方式获取的脑电信号质量较差，容易受到外界干扰。④脑机接口安全性：如探测到一些伤害或对社会造成威胁的想法，是否该采取相应措施。⑤解决上述问题需要医师、科学家、工程师、伦理学家、政府监督机构和患者权益团体密切合作，共同推进脑机接口的健康快速发展。脑机接口产业在发展中对“多学科协作、多行业协同”的诉求非常强烈，有必要面向脑机接口领域，形成“产学研用医政”协同创新体系。长期来看，随着人机交互技术的成熟，人脑或实现与智能家居、计算机、通讯设备的联网，未来或形成新型人机互联网形态，有望带来相关基础设施需求以及应用落地的长足发展，从而有望促进脑机接口市场规模不断扩大。
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