電子發燒友網報道(文/莫婷婷)根據頭豹研究院公布的數據顯示,2020年全球腦機接口的市場規模達到14.6億美元,預計2020年到2027年將以14%的年復合增長率增長,到2027年市場規模達36億美元。隨著技術的發展,腦機接口技術越來越成熟,并且朝著更加深入和廣泛的方向發展。
2021年,馬斯克旗下的腦機接口公司Neuralink利用1024通道柔性電極讓猴子打游戲。就在今年5月,外媒報道Neuralink已經獲得了美國食品和藥物管理局(FDA)的批準,將啟動首個人體臨床研究,也就是說能夠在人類大腦中植入腦機接口設備。Neuralink的進展讓全球腦機接口技術發展進入新的階段。國內腦機接口企業腦虎科技(NeuroXess)聯合創始人兼CEO 彭雷認為,全球腦機接口技術已推進至產業發展期。
腦機接口指的是在人或動物大腦與外部設備之間創建的直接連接,實現腦與設備的信息交換。腦機接口技術的功效包括監測、替代、改善恢復、增強、補充。根據信息采集層面可以將腦機接口技術分為:侵入式、半侵入式、非侵入式。
具體來看,侵入式腦機接口產業有三大路線,一是硅基硬質電極系統,二是血管電極系統,三是柔性電極系統。其中柔性電極系統可同時三維記錄1024通道、機器人開顱自動植入、已獲得臨床審批,也就是上述提到的Neuralink能夠讓猴子打游戲的技術路線。
彭雷表示,柔性電極系統滿足腦機接口技術產業推廣的三大核心要素:一是高能量,人體有800多億神經元,腦機接口技術從低通道向高通道發展是精確解析大腦的必然需求。二是低創傷,如果植入手術還是開顱方式(創口: cm級別),腦機接口技術將不可能大范圍得到運用。三是長期穩定在體工作是腦機接口商業化的基本條件。
在商業化方面,從目前已知的落地方面來看,腦機接口技術可以應用于醫療、游戲、智能通訊、軍事、元宇宙、智慧養老等多個領域。在電子發燒友網的調研中,有超過三分之一的工程師認為腦機接口技術會在醫療康復領域率先成熟,這也意味著醫療康復領域會是腦機接口技術最大的應用市場之一。
數據來源:電子發燒友網調研 2022年11月
目前,國內以腦機接口為研究方向的企業有博睿康、臻泰智能、術理創新、睿瀚醫療等,涉及芯片研發、醫療、教育,以及兒童孤獨癥等健康領域。作為業內知名的腦機接口企業,腦虎科技在2023年世界人工智能大會向外界正式發布了公司橫跨學術、科研、醫療臨床多個領域的研發成果,包括學術成果(絲蛋白神經光電極、蚊口器仿生柔性神經探針電極),科研成果(犬類運動解碼實驗、恒河猴打游戲實驗),醫療臨床成果(皮層電極術中功能區定位、腦機接口語言解碼、深部柔性電極上人)。
值得一提的是,在進行犬類運動解碼實驗、恒河猴打游戲實驗過程中,腦虎科技實現了從電極、植入體、腦電儀、算法軟件的自研可控,其中電極采用的是腦虎科技在2022年發布的首款腦機接口集成式顱頂半植入醫用級 BCI 產品。基于該產品,腦虎科技做了一系列的動物實驗跟臨床層面上的時延,并且取得了進展。
在醫療臨床方面,彭雷介紹了三項醫療臨床成果,包括基于公司的基于柔性皮層腦機接口技術,一項成果是幫助患者實現重要腦功能區定位,另一項成果是幫助患者實現漢語言解碼與合成,另一項是完成了256通道柔性深部電極的植入手術,實現患者單神經元Spike信號記錄,手術采用了腦虎科技的深部電極、腦電儀、軟件。
彭雷表示,腦虎科技在2022年發布了第一代腦電采集芯片M1,目的是進行技術積累,沒有正式出貨。在2023年世界人工智能大會上正式發布第二代腦電采集芯片M2,已經與醫院、高校機構達成商業化意向,會在2024年Q2推向市場。在國內多家企業的持續研發下,國內腦機接口產業將迎來穩定的發展且會更加成熟。
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