由腦科學(xué)研究延伸出的腦機(jī)接口技術(shù)，其產(chǎn)業(yè)化落地正呈現(xiàn)加速推進(jìn)態(tài)勢(shì)。
政策層面在持續(xù)加注：“十三五”規(guī)劃中首次將腦科學(xué)列入國(guó)家重大科技項(xiàng)目，并在“十四五”規(guī)劃中重點(diǎn)支持類(lèi)腦計(jì)算與腦機(jī)融合計(jì)算研發(fā)。地區(qū)上，北京、上海、浙江、廣東等為代表的省市都在積極從政策層面具體推進(jìn)。
(相關(guān)資料圖)
頭豹研究院指出，腦機(jī)接口行業(yè)起步于上世紀(jì)70年代，經(jīng)歷了前期的理論探索期、科學(xué)論證期，目前已進(jìn)入成果落地時(shí)期，對(duì)腦機(jī)接口的研究取得了一定成效。
目前市面上的腦機(jī)接口公司主要分為兩大類(lèi)技術(shù)路線：侵入式和非侵入式，前者以馬斯克主導(dǎo)推動(dòng)的Neuralink為代表，后者是目前大多數(shù)廠商的選擇方向。因選擇的路線差異，其落地場(chǎng)景和進(jìn)展有所不同。
近日柔靈科技運(yùn)營(yíng)總監(jiān)張新聞接受21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道記者采訪時(shí)表示，公司目前聚焦于非侵入式腦機(jī)接口路線，對(duì)產(chǎn)業(yè)化落地分為短期、中期、長(zhǎng)期目標(biāo)進(jìn)階推進(jìn)。短期內(nèi)聚焦腦電設(shè)備，中期主打肌電產(chǎn)品，長(zhǎng)期則邁向侵入式腦機(jī)接口設(shè)備和應(yīng)用。
“我們認(rèn)為，在未來(lái)10-15年后，從事腦機(jī)接口行業(yè)的公司都將殊途同歸，往侵入式腦機(jī)接口方向發(fā)展。”張新聞表示，目前看，侵入式腦機(jī)接口可以落地到疾病治療等場(chǎng)景，但隨著技術(shù)本身的不斷發(fā)展，不排除能實(shí)現(xiàn)類(lèi)似電影《黑客帝國(guó)》中的場(chǎng)景。
對(duì)于該項(xiàng)技術(shù)路線，則需要不斷從電極、算法、芯片、系統(tǒng)等多維度演進(jìn)。
技術(shù)演進(jìn)
腦機(jī)接口技術(shù)演進(jìn)正進(jìn)入加速階段。
5月25日，Neuralink宣布獲得FDA臨床許可。華鑫證券指出，Neuralink采用的侵入式方案，通過(guò)神經(jīng)手術(shù)機(jī)器人，將柔性電極植入至大腦皮層中，植入后不可移除。此前2022年初，F(xiàn)DA基于安全等因素拒絕了公司的臨床申請(qǐng)，此次獲批意味著在安全性等方面已經(jīng)獲得更多的證據(jù)。除Neuralink之外，Precision Neuroscience等多家腦機(jī)接口公司也計(jì)劃在2023-2024年申請(qǐng)人體臨床。雖然從第一例臨床到產(chǎn)品上市到大規(guī)模臨床應(yīng)用，仍有較長(zhǎng)的時(shí)間驗(yàn)證，但萬(wàn)里征途已踏出關(guān)鍵一步。
相比需要進(jìn)入人體內(nèi)的侵入式技術(shù)，非侵入式技術(shù)的落地探索相對(duì)看起來(lái)更快。
張新聞對(duì)記者表示，作為一家商業(yè)公司，在運(yùn)營(yíng)過(guò)程中需要考慮落地周期、商業(yè)化變現(xiàn)等多維度，目前侵入式產(chǎn)品還面臨著安全、倫理、臨床驗(yàn)證等門(mén)檻，其落地周期相對(duì)較長(zhǎng)，因此從非侵入式著手，再逐漸進(jìn)入侵入式技術(shù)路線，是一種相對(duì)現(xiàn)實(shí)的考慮。柔靈科技目前對(duì)侵入式技術(shù)路線有推進(jìn)相關(guān)技術(shù)儲(chǔ)備和合作，只是暫時(shí)還未體現(xiàn)在產(chǎn)品層面中。
“侵入式腦機(jī)接口，是直接把電極深入到人體大腦中，涉及到生物兼容性、安全性等問(wèn)題，研發(fā)和產(chǎn)品化都需要較長(zhǎng)的周期?！睆埿侣劮治龅溃珒?yōu)勢(shì)也很明顯，因?yàn)榭梢灾苯釉诖竽X層面采集相關(guān)信號(hào)，其采集數(shù)據(jù)的量級(jí)和精確度都不是非侵入式可以比擬。
由此可以看出，非侵入式路線的優(yōu)勢(shì)在于，只需要在皮膚表面采集腦電信號(hào)，因此安全性可以保障，當(dāng)然弊端是采集到的腦電信號(hào)相對(duì)微弱。
“這決定了兩條路線的應(yīng)用路徑差異。”他續(xù)稱(chēng)，比如侵入式路線可以實(shí)現(xiàn)未來(lái)對(duì)視覺(jué)重建、聲音重建，治療帕金森癥、阿爾茨海默癥等難題的輔助解決；非侵入式路線很難對(duì)這類(lèi)神經(jīng)退行性病變產(chǎn)生明顯治療效果，但可以通過(guò)材料、算法等技術(shù)創(chuàng)新手段，把收集到的微弱信號(hào)轉(zhuǎn)化成有效信息，再進(jìn)一步解決如睡眠監(jiān)測(cè)、睡眠質(zhì)量干預(yù)等難題。
張新聞表示，非侵入式技術(shù)路線主要的技術(shù)門(mén)檻包括三方面：材料技術(shù)、信號(hào)處理技術(shù)、算法。“這基本上是明牌，就看誰(shuí)做得更扎實(shí)、水平更高?！?/p>
“因?yàn)槭前言O(shè)備貼在額頭上，由額頭直接接觸信號(hào)電極，不同材料配方的導(dǎo)電性、生物兼容性、可貼合性等都有差異，我們采用了自己的配方?！彼m(xù)稱(chēng)，柔靈科技的首席科學(xué)家積累了大量信號(hào)處理技術(shù)和算法，由此可以實(shí)現(xiàn)更好的信噪比，能獲取到更多的有效腦電信號(hào)。
算法層面，基于前面兩個(gè)環(huán)節(jié)中，把更多的有效信號(hào)收集和分析，也能夠輔助讓算法水平得到保障。這三方面核心技術(shù)，將確保侵入式產(chǎn)品的準(zhǔn)確性、有效性。
落地滲透
隨著技術(shù)不斷演進(jìn)，其商業(yè)化也在持續(xù)找到落腳。
國(guó)信證券研報(bào)指出，醫(yī)療影像、娛樂(lè)內(nèi)容等都是腦機(jī)接口的落地方向，且這項(xiàng)技術(shù)有望成為元宇宙入口的終極形態(tài)。
張新聞告訴記者，目前柔靈科技的腦機(jī)接口技術(shù)分為兩條產(chǎn)品線：腦電產(chǎn)品、肌電產(chǎn)品。前者的主要場(chǎng)景目前落地在睡眠監(jiān)測(cè)和干預(yù)；后者以2B市場(chǎng)為主，提供一種新型交互方式和設(shè)備。
“通常來(lái)說(shuō)，非侵入式腦機(jī)接口技術(shù)路線的應(yīng)用場(chǎng)景主要包括：腦電領(lǐng)域有注意力監(jiān)測(cè)、睡眠監(jiān)測(cè)和干預(yù)、疲勞度監(jiān)測(cè)等解決方案，肌電領(lǐng)域有手勢(shì)控制、智能義肢等方案。”他續(xù)稱(chēng)，柔靈科技目前選擇以睡眠為主要落腳，是因?yàn)殛P(guān)注到這對(duì)個(gè)人生活將帶來(lái)巨大幫助。
據(jù)他介紹，柔靈科技推出的相關(guān)產(chǎn)品，將從提高深度睡眠沉浸度、縮短入睡時(shí)長(zhǎng)兩個(gè)層面，幫助使用者睡眠6小時(shí)實(shí)現(xiàn)7.5小時(shí)睡眠質(zhì)量的效果?！拔磥?lái)如果有一千萬(wàn)個(gè)人能用到我們的設(shè)備，相當(dāng)于每天為社會(huì)創(chuàng)造出了一千萬(wàn)個(gè)小時(shí)，這個(gè)價(jià)值我們認(rèn)為是巨大的。”
在此過(guò)程中，與臨床醫(yī)學(xué)的充分合作十分重要。據(jù)介紹，前述產(chǎn)品已經(jīng)獲得國(guó)內(nèi)醫(yī)療器械注冊(cè)證，也有臨床醫(yī)學(xué)層面參與進(jìn)行數(shù)據(jù)達(dá)標(biāo)、效果驗(yàn)證等工作。
肌電產(chǎn)品線目前專(zhuān)注在神經(jīng)3D交互上，張新聞表示，面向空間計(jì)算時(shí)代，柔靈科技認(rèn)為神經(jīng)3D肌電交互手環(huán)將為下一代計(jì)算平臺(tái)提供一種全新交互方式，因此正在與各類(lèi)型AR/VR廠商洽談合作?！爸恍枰粋€(gè)簡(jiǎn)單手勢(shì)，比如大拇指稍微挪動(dòng)，就可以被精準(zhǔn)識(shí)別到信號(hào)，用來(lái)控制設(shè)備?！?/p>
也由此，雖然技術(shù)框架要求一致，但肌電產(chǎn)品線對(duì)跨人跨天的準(zhǔn)確性、魯棒性、延時(shí)率，數(shù)據(jù)庫(kù)體量大小等，都有相比腦機(jī)線產(chǎn)品更多的技術(shù)挑戰(zhàn)。
張新聞指出，之所以把機(jī)電類(lèi)產(chǎn)品設(shè)置為中期目標(biāo)，就是與當(dāng)前元宇宙和空間計(jì)算時(shí)代的發(fā)展進(jìn)程息息相關(guān)，現(xiàn)階段顯然還沒(méi)有來(lái)到爆發(fā)期。但未來(lái)數(shù)字世界與現(xiàn)實(shí)世界深度融合的時(shí)代必然到來(lái)，只是當(dāng)前受制于技術(shù)水平、用戶(hù)體驗(yàn)、價(jià)格等因素，還在蓄力進(jìn)程中。
應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)
柔靈科技的睡眠方案產(chǎn)品是OPPO 2023年度“微笑提案”中國(guó)區(qū)路演活動(dòng)中入選的提案之一，這是一個(gè)由OPPO研究院發(fā)起的科創(chuàng)賦能平臺(tái)。
與傳統(tǒng)的供應(yīng)鏈和產(chǎn)業(yè)投資合作方式不太相同，OPPO健康實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人曾子敬對(duì)21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道記者表示，如果以傳統(tǒng)企業(yè)供應(yīng)鏈合作的方式，將最多是連接供應(yīng)鏈廠商和OPPO已有的技術(shù)合作方。OPPO希望通過(guò)一個(gè)開(kāi)放的平臺(tái)去關(guān)注和解決全社會(huì)議題，比如用科技來(lái)助力失孤尋親家庭、推動(dòng)信息無(wú)障礙以及碳中和進(jìn)程。
“在這個(gè)平臺(tái)上，我們看重的第一是社會(huì)價(jià)值，OPPO能夠幫助社會(huì)和用戶(hù)在平臺(tái)上做什么事；二是創(chuàng)新性，能否惠及更多用戶(hù)、落地更多產(chǎn)品。即便不能成功開(kāi)發(fā)應(yīng)用到產(chǎn)品上，或者需要三五年甚至更長(zhǎng)時(shí)間才能商業(yè)化，但社會(huì)與產(chǎn)品價(jià)值巨大，大家也可以群策群力去推進(jìn)，OPPO也希望能夠幫助到它?！痹泳慈绱烁嬖V記者。
頭豹研究院指出，目前中國(guó)腦機(jī)接口行業(yè)尚面臨諸多痛點(diǎn)，但在利好政策等因素影響下，行業(yè)未來(lái)將在材料端、技術(shù)端、道德風(fēng)險(xiǎn)端、產(chǎn)業(yè)端會(huì)有更進(jìn)一步地研究與發(fā)展。
國(guó)信證券也具體指出，目前腦機(jī)接口發(fā)展面臨的技術(shù)挑戰(zhàn)包括：腦電信號(hào)采集方法還有待改進(jìn)；軟件系統(tǒng)穩(wěn)定性和自適應(yīng)性較差，信號(hào)處理方式和信息轉(zhuǎn)換速度有待提升；侵入式腦機(jī)接口對(duì)植入芯片的軟硬件要求較高；如何把信號(hào)精確地傳送到腦內(nèi)相關(guān)技術(shù)有待探索等。
該機(jī)構(gòu)認(rèn)為，在市場(chǎng)化落地時(shí)，對(duì)基礎(chǔ)理論研究和工程實(shí)現(xiàn)都提出了極高要求，因此也短期內(nèi)限制了其應(yīng)用范圍的拓展。
從發(fā)展階段來(lái)看，腦機(jī)接口仍需要持續(xù)不斷演進(jìn)，各種產(chǎn)業(yè)角色的參與并融合推進(jìn)，疊加新技術(shù)路徑加入，也有望為產(chǎn)業(yè)本身迭代打開(kāi)更多空間。
