CQ9电子【天风国际】脑机接口到底有多远?产业链是如何分布的?(人工智能专题十一)
栏目:公司动态 发布时间:2023-06-22
 脑科学和类脑研究已成为中国国家战略。2016 年中国启动中国脑计划——脑科学和类脑科学研究。在十四五规划和 2035 年远景目标纲要中,人工智能和脑科学为国家战略科技力量,规划中进一步指出需要加强原创性和引领性科技攻关,集中优势资源攻关科技前沿领域。  从脑机接口产业链来看,上游主要包含:电极、算法、BCI 芯片等软硬件设备,中游为脑机接口相关企业及合作伙伴,下游为应用领域,多集中于科研设备和

  脑科学和类脑研究已成为中国国家战略。2016 年中国启动中国脑计划——脑科学和类脑科学研究。在十四五规划和 2035 年远景目标纲要中,人工智能和脑科学为国家战略科技力量,规划中进一步指出需要加强原创性和引领性科技攻关,集中优势资源攻关科技前沿领域。

  从脑机接口产业链来看,上游主要包含:电极、算法、BCI 芯片等软硬件设备,中游为脑机接口相关企业及合作伙伴,下游为应用领域,多集中于科研设备和医疗健康领域。

  脑机接口为新兴行业,技术体系主要分为:硬件层和软件层。大部分企业的制作软件一般出自于自身硬件/设备需要,基本都属于自研自用,最后与硬件/设备一起输出为解决方案。

  ·硬件层包括:脑电采集设备(器件、电极、BIC 芯片)、外控设备(机械臂、仿生手、无人机等)。

  而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。从上游来看,BCI 芯片和算法为核心技术壁垒。

  ·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+ST32MCU+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。目前 Neuralink、复旦大学、布朗大学等,设计了自己的 ASIC 芯片。

  无论是机器学习还是深度学习,算法模型的建立和训练都需要大量脑相关数据支持,当前算法模型的一大难点是底层数据采集不够,没有足够庞大的数据训练集来提升模型精度。增加底层数据收集是算法进步的关键点。从具体路径来看,可以通过与基层医疗机构合作收集基层患者脑相关数据,从而构建脑疾病病理数据库,利用增量数据实现算法的动态更新,不断提升脑疾病算法模型精度,增强疾病诊断能力。

  脑机技术能提供多种功能,主要分为五类:监测、替代、改善/恢复、增强和补充。围绕上述五大功能,脑机接口有覆盖面较广的下游应用领域。医疗健康为脑机的主要应用场景,在未来扫清伦理、技术成熟度等障碍之后,将逐渐渗透娱乐、智能家居、军事和其他领域,成为人机交互的重要形式之一。

  由于中枢神经系统具备可塑性,经过脑机接口设备直接作用于大脑进行重复性反馈剌激,可以增强神经元突触之间的联系,实现修复。例如 2019 年 BrainCo 旗下的 BrainRobotics 可以直接与肢体残端的神经和肌肉对接,用户可以用自己的大脑来控制它。

  美国科技公司 Cognixion 在 2020 年发布了基于脑机接口的 AR头显,可在屏幕、游戏、电话、办公影音等多个场景实现沉浸式体验。云睿智能(EEGSmart)开发出了基于脑机接口技术用一年操控的意念无人机 Udrone。目前脑机接口游戏产品主要以评估专注力为主的初级游戏为主。游戏模式相对简单,与移动游戏产业最初的“捕鱼”“切水果”模式类似。

  整体来说,技术的发展、“智能化”已是社会生活方式的重要发展趋势脑机接口正在脑疾病康复医疗领域发挥着不可替代的作用,医疗领域的脑机应用或将在全球迎来可观发展空间。而能提供更好人机交互体验的脑机技术在如元宇宙等新兴智能化生活方式中具有潜在应用空间。

  Synchron():Synchron 是当前 BCI 领域领先企业,于 2021 年成为第一家从美国 FDA 获得临床研究性器械豁免(IDE)以进行永久植入 BCI 临床试验的公司。公司产品 stentrodeTM通过微创脑机接口技术,在减少对大脑侵入和提高大脑信号的清晰程度中实现相对平衡,以帮助失去行动和说话能力的患者通过设备实现交流。

  NeuraLink:2016 年,包括马斯克在内的共八位创始人推出了脑机接口(BCI)技术初创公司 NeuraLink。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。NeuraLink 开发了马斯克称之为“神经蕾丝”的柔性电极技术,在人脑中植入细小的电极,微米级的螺纹插入大脑控制运动的区域。每根线都包含许多电极,并将其连接到植入物。

  佳禾智能(300793)广东思派康电子科技有限公司申请的发明专利脑电波采集通讯系统,通讯帧的生成装置和读取装置已于2019年9月公告授权。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。

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  汉威科技(300007)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。

  世纪华通(002602)公司与浙江大学于2020年共建了浙江大学传奇创新研究中心,主要聚焦数字医药,数字器官,脑机融合等新兴领域,在信息科学,医药科学和脑科学等众多前沿领域陆续取得了标志标志性成果。

  科大讯飞(002230)公司于2019年与华南理工大学等共同投资设立脑机接口公司——广州华南脑控智能科技有限公司。与同济大学合作推进“脑智同飞”联合研究中心,在上海成立了人工智能及脑科学研究院等。

  中科信息(300678)公司积极布局智慧医疗整体解决方案,引入医疗脑机接口技术开展医疗康复以及神经系统急性及慢性疼痛监测应用场景方面的前瞻性研究。

  汉王科技(002362)汉王科技是人工智能领域的先行者,在视觉图像识别及人机智能交互方面持续投入,拥有业内领先文本图像识别、自然语言处理、生物特征识别、智能视频分析、智能人机交互等人工智能产业链关键技术,确立了公司多模态、多类型、复杂场景识别的技术领先地位,并对领域内的前沿技术保持积极关注。

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