脑机接口技术通过建立机器和人类大脑之间的信息互动通道,允许数据的传递和控制实现。脑机接口将成为生物科学与信息科技融合的下一重要战场。
一、脑机接口定义
脑机接口是将人类的意识和大脑活动与计算机等设备进行连接的技术,可以实现人机之间的信息交换和控制。脑机接口分为侵入式和非侵入式两大技术路径。
作为人机交互的特殊形态,脑机接口颠覆了传统的人机交互必须有肌肉组织参加的模式,可直接从大脑提取信号控制外部设备,替代、恢复、补充或改善大脑的功能,在医疗健康、教育、游戏娱乐等领域拥有广泛的应用场景。
二、脑机接口行业发展政策
脑机接口是指在大脑与外部设备之间创建信息通道,实现两者之间直接信息交互的新型交叉技术。未来,脑机接口技术有望在医疗、康复、娱乐等领域得到广泛应用。当前,国家高度重视脑机接口产业发展,出台了一系列支持政策。
1月29日,工信部等七部门发布《关于推动未来产业创新发展的实施意见》,提出至2025年和2027年的发展目标,公布6项重点任务,包括前瞻布局6个新赛道、10大标志性产品等。其中就包括加速类脑智能、群体智能等产业。
三、脑机接口行业发展现状
1.脑机接口市场规模
作为一种新兴产业,脑机接口在政策和技术应用的双重催化下风口渐起,市场规模不断扩大。国际市场研究机构IMARC Groupe的数据显示,2021年,全球脑机接口市场规模达15亿美元,2022年市场规模增至17.4亿美元,预计2027年全球脑机接口市场规模将达到33亿美元。目前,我国脑机接口市场规模约10亿元。
2.脑机接口市场规模结构
受到技术、伦理和安全等因素的制约,脑机接口市场仍以非侵入式脑机接口为主,其占比达86%。侵入式脑机接口主要应用于难治性脑部疾病,占比约为14%。
3.脑机接口企业数量
截至2023年第一季度,全球脑机接口代表性企业超500家。上游占8%,包括生产制造和销售电极、芯片、外设、相关核心器件的企业;中游占30%,包括生产制造和销售医用及科研用工具、分析软件和采集设备的企业;下游占62%,其中提供应用解决方案的植入式技术路线企业占比9%,非植入式技术路线企业占比53%。
从地域看,美国和中国是脑机接口企业重要来源国。美国和中国企业数量破百,处于全球第一梯队,加拿大、英国和以色列的企业数量处于第二梯队,均超过20家。
4.脑机接口投融资
近两年来,随着人工智能与大数据技术的发展,与此关联颇深的脑机接口也走上风口。2019年以来,中国脑机接口行业一级市场投融资较为活跃,2021与2022年属于爆发期,两年的投融资事件数超30次,两年披露的融资总额42.17亿人民币。2023年脑机接口行业一级市场融资事件数为7次,融资金额1.73亿元。
5.脑机接口下游应用领域
医疗仍是脑机接口当前主要产业化方向,下游应用解决方案企业中医疗方向占比过半。脑机接口产业下游相关企业近350家,较明晰的应用方向不少于30种,主要分为医疗和非医疗两类,其中医疗企业占比56%,消费、工业、教育等非医疗企业占比44%。当前脑机接口领域的植入式技术均面向医疗,此外也有部分非植入式技术用在医疗中。
四、脑机接口行业重点企业
1.佳禾智能
佳禾智能专业从事电声产品的设计研发、制造、销售,是国内领先的电声产品制造商。公司凭借丰富的市场经验、领先的设计研发能力和制造能力,在电声行业无线化、智能化的趋势中已经取得突出优势。
佳禾智能全资子公司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。
2023年前三季度,佳禾智能营收约18.08亿元,同比增加0.93%;归属于上市公司股东的净利润约1.55亿元,同比增加0.18%。
2.科大讯飞
科大讯飞是亚太地区知名的智能语音和人工智能上市企业,公司总部在合肥。自成立以来,一直从事智能语音、自然语言理解、计算机视觉等核心技术研究并保持了国际前沿技术水平。
科大讯飞于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。
2023年前三季度,科大讯飞主营收入126.14亿元,同比下降0.37%;归母净利润9936.21万元,同比下降76.36%。
3.汉威科技
汉威科技是国内知名的气体传感器及仪表制造商、物联网解决方案提供商,汉威围绕物联网产业,将感知传感器、智能终端、通讯技术、地理信息和云计算、大数据等技术紧密结合,打造汉威云,建立完整的物联网产业链。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。
2023年前三季度,汉威科技营收15.41亿元,同比下降12.55%;归母净利润1.16亿元,同比下降49.82%。
4.强脑科技
强脑科技创立于2015年,是首家入选哈佛大学创新实验室的中国团队,致力于成为全球领先的非侵入式脑机接口技术解决方案供应商,在康复、大健康人机交互等领域具有领先优势。
公司成立以来,陆续发布了智能仿生手、头戴式舒压系统、智能仿生腿等多款脑电接口产品;2022年,公司智能仿生手获得FDA上市批准,这使得强脑科技成为了国内首家且唯一一家获得FDA认证的脑机接口公司。
5.脑陆科技
脑陆科技(BrainUp)是一家专注于脑科学技术、脑机交互、类脑计算研究与产业化,并将脑机接口技术与人工智能技术结合应用落地的前沿科技公司。被中金公司列为全球脑科学 Top10,是中国脑计划脑机交互领军企业。
脑陆科技以“让脑科学提升人类幸福感”为使命,自主研发并建立了基于实时脑电算法解析的脑应用开放云平台——脑智能开放平台,为医疗健康、金融、娱乐、教育等领域提供脑机软硬一体综合解决方案。
公司成立于2018年,总部位于北京,在硅谷设有脑科学技术顾问团队,在济南、杭州、宁波、珠海设有分公司。核心成员来自哈佛、斯坦福、麻省理工、牛津、清华等知名高校,清华大学人工智能学院院长张钹院士担任公司首席科学家。
五、脑机接口行业发展前景
1.潜在用户群体众多,市场规模广阔
脑机接口的下游市场主要在医疗、娱乐、养老三个方向。脑机接口作为一个了解脑、保护脑、修复脑、调控脑的工具,在临床上可能会发挥重大作用。脑机接口技术还可以应用于游戏的辅助功能,例如实现游戏中的交互、控制等,提升游戏的友好性和易用性。由于身体机能下降,老年人往往需依靠外部设备开展日常护理与生活,而脑机接口技术可帮助老年人实现肢体功能的恢复,如控制假肢、电动轮椅等设备,从而提高老年人的生活质量。截至2023年,中国残疾人数量高达8591.4万人,占全国总人口的6.34%。2023年年上半年国内游戏用户规模达到6.68亿,同比增长0.61%。人口老龄化加剧,2023年底,我国60岁以上的老年人接近3亿,进入中度老龄社会。潜在用户群体众多,脑机接口市场规模广阔。
2.新兴技术驱动脑机接口行业发展
脑机接口是人与机器、与AI技术交互的终极手段,同时也需要云计算、大数据等新兴技术的支持。未来,新兴技术不断发展,将推动脑机接口发展。