訊:腦機接口技術作為未來產業的重要組成部分,其標準化工作的啟動將為技術創新提供重要支撐。
腦機接口產業鏈上游為軟硬件設備供應,主要包括腦電采集設備、腦機接口芯片、外部嵌套、數據庫及相關算法等;中游為腦機接口產品供應,包括腦機采集平臺和腦機接口設備;下游應用于元宇宙、醫療健康、康復訓練、智能生活、軍事等領域。
腦機接口技術是將人腦與計算機、外部設備等智能系統相連的一種技術,它可以將人腦中的信息轉化為計算機可以理解的信號,實現對機器的控制和交互。腦機接口電極是腦電信號的采集和獲取的重要設備,按照信號采集方式不同,主要分為侵入和非侵入兩種技術路線。侵入式腦機接口電極主要分為剛性電極和柔性電極,非侵入式腦機接口主要分為濕電極、干電極和半干電極三種。
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芯片是信號處理端的核心硬件,目前BCI芯片主要有通用芯片和ASIC兩種方案,通用芯片通常使用TIADS1299+ST32MCU+配套電源管理芯片+藍牙/私有協議芯片等方案組成模組。而為了實現更高性能/更低功耗,特別是對于侵入式/半侵入式方案,需要研發定制ASIC混合信號處理芯片。目前國內專門開發腦機接口芯片的企業較少,國內浙江大學、復旦大學、中科院等高校院所正在開展相關研究。
在全球數字經濟浪潮下,數據庫作為承載數據存儲的關鍵數據技術,正經歷又一輪發展熱潮。當前,我國數據庫行業市場前景廣闊,產業欣欣向榮,正在經歷由“數量型”向“質量型”關鍵轉變期。中商產業研究院發布的《2024-2029年中國數據庫產業調研及發展趨勢預測報告》顯示,2022年中國數據庫市場規模為403.6億元,占全球7.2%,2023年中國數據庫市場規模約為540.4億元。中商產業研究院分析師預測,2024年中國數據庫市場規模將增至678.8億元,2027年增至1286.8億元。
與腦機接口通信或可控制的外部設備主要包括計算機系統(操作其字符輸入/光標移動等)、機器系統(如機器人、機械臂、無人機等)。強腦科技的BrainCo智能仿生手,是一款腦機接口技術與人工智能算法高度整合的智能產品。這款仿生手可通過檢測佩戴者的神經電和肌肉電信號,識別佩戴者的運動意圖,并將運動意圖轉化為智能仿生手的動作。
國內天津大學神經工程團隊是國內最先從事腦-機接口領域研究的團隊之一,天津大學神經工程團隊研發的全球首臺適用于全肢體中風康復的“純意念控制”人工神經機器人系統“神工-神機”通過CFDA檢測,主要性能指標處于國際領先水平。
腦機接口的工作流程包括腦電信號的采集和獲取、信號處理(特征提取和分類判斷)、信號的輸出和執行,最終再將信號反饋給大腦,過程中涉及的軟硬件設備主要包括腦電采集設備、腦機接口芯片、人工智能算法、外部嵌套設備等。全球腦機接口產業鏈發展仍在初期階段,上游設備尚未實現標準化量產,自研腦機接口芯片和算法是核心技術壁壘,我國腦機接口產業鏈上游重點企業及科研院校包括寧矩科技、腦虎科技、階梯醫療、復旦大學、天津大學等。
作為一種新興產業,腦機接口在政策和技術應用的雙重催化下風口漸起,市場規模不斷擴大。國際市場研究機構IMARCGroupe的數據顯示,2021年,全球腦機接口市場規模達15億美元,2022年市場規模增至17.4億美元,預計2027年全球腦機接口市場規模將達到33億美元。目前,我國腦機接口市場規模約10億元。
目前,受到腦機接口技術和倫理、安全等因素的制約,非侵入式腦機接口為研究重點。非侵入式腦機接口占腦機接口市場規模的86%,侵入式+部分侵入式腦機接口占比14%。
近兩年來,隨著人工智能與大數據技術的發展,與此關聯頗深的腦機接口也走上風口。2019年以來,中國腦機接口行業一級市場投融資較為活躍,2021與2022年屬于爆發期,兩年的投融資事件數超30次,兩年披露的融資總額42.17億人民幣。2023年腦機接口行業一級市場融資事件數為7次,融資金額1.73億元。
目前,中國在腦機接口領域的研究主要集中在技術研究層面。在應用基礎研究、技術開發、臨床研究等方面較為匱乏。中國的腦機接口研究在不同層次上存在著顯著的不均衡狀態。
目前,中國腦機接口相關上市企業數量少,其中浙江省最多,共有4家。廣東省排名第二,共有3家。
醫療仍是腦機接口當前主要產業化方向,下游應用解決方案企業中醫療方向占比過半。腦機接口產業下游相關企業近350家,較明晰的應用方向不少于30種,主要分為醫療和非醫療兩類,其中醫療企業占比56%,消費、工業、教育等非醫療企業占比44%。當前腦機接口領域的植入式技術均面向醫療,此外也有部分非植入式技術用在醫療中。
智慧醫療是醫療健康服務行業與信息技術深度融合的產物,它的廣泛應用正在深刻改變傳統的醫療模式,為提高醫療服務質量、減輕醫療負擔、增進人民健康福祉開辟了新的道路。隨著智慧醫療技術的不斷發展以及政策層面的支持和推動,中國智慧醫療市場規模正在不斷擴大,并呈現出高速增長的態勢。中商產業研究院發布的《2024-2029年中國智慧醫療產業發展趨勢及投資風險研究報告》顯示,2023年中國智慧醫療行業市場規模達到62.85億元,2019-2023年的年均復合增長率達53.37%。中商產業研究院分析師預測,2024年中國智慧醫療市場規模將增長至111.37億元。
更多資料請參考中商產業研究院發布的《中國腦機接口行業市場前景及投資機會研究報告》,同時中商產業研究院還提供產業大數據、產業情報、行業研究報告、行業白皮書、行業地位證明、可行性研究證明、產業規劃、產業鏈招商圖譜、產業招商指引、產業鏈招商考察&推介會、“十五五”規劃等資詢服務。