2022全球脑机接口技术与应用发展研究报告 亿欧智库 https:// www.iyiou.com /research Copyright reserved to EO Intelligence, November 2022 ©亿欧智库-张雷 (201069) ©亿欧智库-张雷 (201069) ©亿欧智库-张雷 (201069) ©亿欧智库-张雷 (201069) ©亿欧智库-张雷 (201069) ©亿欧智库-张雷 (201069) ©亿欧智库-张雷 (201069) ©亿欧智库-张雷 (201069) ©亿欧智库-张雷 (201069)目录 CONTENTS1脑机接口背景综述 1.1脑机接口定义和工作原理 1.2全球重点国家脑机接口发展变化事件 1.3脑机接口发展驱动因素 1.4脑机接口在全球及中国的投融资背景 2脑机接口技术应用现状分析 2.1脑机接口技术分类及拆解 2.2脑机接口行业概况 2.3脑机接口产业图谱 2.4脑机接口优秀企业案例分析 2.5脑机接口全球及中国市场规模 3脑机接口的挑战和发展趋势 3.1脑机接口面临的挑战和破解思考 3.2脑机接口的发展趋势预测©亿欧智库-张雷 (201069) ©亿欧智库-张雷 (201069) ©亿欧智库-张雷 (201069) ©亿欧智库-张雷 (201069) ©亿欧智库-张雷 (201069) ©亿欧智库-张雷 (201069) ©亿欧智库-张雷 (201069) ©亿欧智库-张雷 (201069) ©亿欧智库-张雷 (201069)名词解释 Glossary 3uBrain -computer interface, BCI ：国际脑机接口会议官方定义为 BCI是一种不依赖由外围神经和肌肉组成的正常输出通路的通讯系统 u狭义BCI：脑-机连接通路概念； u广义BCI：实现脑 -机交互的通讯系统（包含硬件、设备、软件、脑相关数据、技术、外设） ; u输出式 BCI：由大脑向外部设备输出通信或控制指令的脑机接口系统 ; u输入式 BCI：由外部设备或机器向大脑输入电、磁、声和光刺激的脑机接口系统 ; u交互式 BCI：由反馈神经将输出环节和输入环节连接起来形成闭环的脑机接口系统； uECoG ：脑皮层电图，或颅内脑电图是一种电生理监测，使用直接放置在大脑裸露表面上的电极纪录来自大脑皮层的电活动； uEEG：脑电图，一种记录脑电波的电生理监测方法，主要采集大脑皮质中的电活动； uMEG ：脑磁图，一种记录脑电波的电生理监测方法， 利用超导量子干涉仪（ SQUID ）来测量大脑活动产生的磁场； ufMRI ：功能性磁共振成像， 通过检测在执行具体任务时特定脑区中由于神经元活动的增强而产生的血流量变化来间接测量大脑中的神经元活动； ufNIR ：功能性近红外成像， 基于有氧或无氧时血液中血红蛋白对近红外光吸收率来测量大脑中由于神经元活动增强引起的血氧水平变化； uPET：正电子发射断层成像，一种非侵入式技术，通过观察注入人体的放射性示踪剂的活动来检测代谢活动从而间接测量大脑活动； u机器学习： 一门多领域交叉学科，涉及概率论、统计学、逼近论、凸分析、算法复杂度理论等多门学科。专门研究计算机如何模拟或实现人类的学习行为，以获取新知 识或技能，重组已有知识结构来不断改善自身性能； u深度学习： 是机器学习领域中的新研究方向，主要学习样本数据的内在规律和表示层次，目的是让机器能像人一样具有分析学习能力； u一体两翼： 脑机接口中的“一体两翼”即以研究脑认知的神经原理为“主体”，其中又以绘制脑功能联结图谱为重点，而研发脑重大疾病诊治新手段和脑机智能新技术 为“两翼”；©亿欧智库-张雷 (201069) ©亿欧智库-张雷 (201069) ©亿欧智库-张雷 (201069) ©亿欧智库-张雷 (201069) ©亿欧智库-张雷 (201069) ©亿欧智库-张雷 (201069) ©亿欧智库-张雷 (201069) ©亿欧智库-张雷 (201069) ©亿欧智库-张雷 (201069)名词解释 Glossary 4u“十三五”规划： 全称为中华人民共和国国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要“十三五”时期是全面建成小康社会、实现我们党确定的“两个一百年”奋斗目标 的第一个百年奋斗目标的决胜阶段，充分考虑了“十三五”时期我国经济社会发展的趋势和要求； u“十四五”规划： 全称中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和 2035年远景目标纲要，“十四五”时期是我国全面建成小康社会、实现第一个百年奋斗 目标之后，乘势而上开启全面建设社会主义现代化国家新征程、向第二个百年奋斗目标进军的第一个五年； u肢体运动障碍： 肢体器官或者是功能缺损造成的活动困难； u慢性意识障碍： 包括植物状态、微意识状态等，是一类疾病的总称； uFDA ：全称美国食品药品监督管理局为美国卫生与公众服务部直辖的联邦政府机构，其主要职能为负责对美国国内生产及进口的食品、膳食补充剂、药品、疫苗、生物 医药制剂、血液制剂、医疗设备、放射性设备、兽药和化妆品进行监督管理； u多电极阵列： 在一块基片集成多个微电极形成阵列 ,植入脑皮层的多电极阵列 ,可以读取脑中神经元群体活动的细节信息。在神经科学基础研究方面 ,多电极阵列开始成为 一种重要的神经信息探测手段 u柔性电极： 柔性电极可以贴合人体皮肤，实时传输检测信号，具有多层卷绕、性能倍增的特性，可大幅度提高电池和超级电容器的整体性能，提高体积比容量。还可用 于柔性医疗传感器、可穿戴式传感器； u鲁棒性： 指系统在不确定性的扰动下，具有保持脑电采集性能不变的能力； u生物相容性： 指生命组织对非活性材料产生反应的一种性能，一般指材料与宿主之间的相容性； uADHD ：指发生于儿童时期，与同龄儿童相比，以明显注意集中困难、注意持续时间短暂、活动过度或冲动为主要特征的一组综合征； u稳态视觉诱发电位 (SSVEP) ：是指当用户受到一个固定频率的视觉刺激时，可以在大脑的初级视觉皮层上检测到一个与刺激频率有关 (刺激频率的基频或倍频处 )的响 应； uP300 ：指当大脑受到小概率事件刺激时，在刺激呈现后的 300ms左右出现一个正向峰值，反映了大脑认知加工过程，已经广泛用于认知神经科学； u运动起始视觉诱发电位 (motion -onset Visual EvokedPotential , mVEP )：mVEP 是由运动刺激诱发产生的，相较于其他的视觉诱发电位，它具有较大的幅值 和较小的被试间以及被试内差异，且不容易引起视觉疲劳的优点©亿欧智库-张雷 (201069) ©亿欧智库-张雷 (201069) ©亿欧智库-张雷 (201069) ©亿欧智库-张雷 (201069) ©亿欧智库-张雷 (201069) ©亿欧智库-张雷 (201069) ©亿欧智库-张雷 (201069) ©亿欧智库-张雷 (201069) ©亿欧智库-张雷 (201069)目录 CONTENTS1脑机接口背景综述 1.1脑机接口定义和工作原理 1.2全球重点国家脑机接口发展变化事件 1.3脑机接口发展驱动因素 1.4脑机接口在全球及中国的投融资背景 2脑机接口技术应用现状分析 2.1脑机接口技术分类及拆解 2.2脑机接口产业图谱 2.3脑机接口行业概况 2.4脑机接口优秀企业案例分析 2.5脑机接口全球及中国市场规模 3脑机接口的挑战和发展趋势 3.1脑机接口面临的挑战和破解思考 3.2脑机接口的发展趋势预测©亿欧智库-张雷 (201069) ©亿欧智库-张雷 (201069) ©亿欧智库-张雷 (201069) ©亿欧智库-张雷 (201069) ©亿欧智库-张雷 (201069) ©亿欧智库-张雷 (201069) ©亿欧智库-张雷 (201069) ©亿欧智库-张雷 (201069) ©亿欧智库-张雷 (201069)1.1脑机接口的概念界定与工作原理中，技术发展是关键 6u第一届国际脑机接口会议的官方定义： 脑-机接口（ Brain -computer interface, BCI ）是一种不依赖由外围神经和肌肉组成的正常输出通路的通讯系统 。亿欧智 库认为：狭义的脑机接口是脑 -机连接通路概念，广义的脑机接口则是实现脑 -机交互的通讯系统。 uBCI主要包括四个部分： 信号采集、信号处理、控制外设 和神经反馈 。神经反馈是关键环节，它将 输出式 BCI与输入式 BCI连接在 一起形成 交互式的闭环系统，即 交互 式BCI，从而真正实现脑 -机交互。 用户脑活动 产生脑电信号脑信号采集控制外设 神经反馈 触发脑刺激预处理 特征提取 特征识别分类脑信号处理 输入式脑机接口输 出 式 脑 机 接 口DBS tDCS TMSTUStACS 皮层脑刺激 深部脑刺激侵 入 式非 侵 入 式 形成闭环功能应用 替代 恢复 增强 补充监测 改善 非侵入 式 侵入式亿欧智库：脑机接口基本原理与应用 医疗健康 娱乐 教育 出行 智能家居军事应用行业 脑机接口系统 数据来源：公开资料，中国电子技术标准化研究院， 《2021年脑机接口技术在医疗健康领域应用白皮书 》，BNCI-Horizon2020 ，亿欧智库电、磁、声、光刺激实现脑 -机交互©亿欧智库-张雷 (201069) ©亿欧智库-张雷 (201069) ©亿欧智库-张雷 (201069) ©亿欧智库-张雷 (201069) ©亿欧智库-张雷 (201069) ©亿欧智库-张雷 (201069) ©亿欧智库-张雷 (201069) ©亿欧智库-张雷 (201069) ©亿欧