2025 年 8 月中旬,在 "2025 世界機器人大賽—— BCI 腦控機器人大賽 "(以下簡稱腦機接口比賽)現(xiàn)場,最多的是一種 " 帽子 " ——參會者只需將其扣在頭上,就能通過意念操控屏幕上的光標移動或指揮機械臂完成復雜動作。
這一場景如今看來不稀奇,卻讓清華大學醫(yī)學院長聘教授高小榕想起 15 年前的首屆比賽(當時名為 " 中國腦—機接口比賽 ")現(xiàn)場,那時還處處是 " 推車 " 裝置。從推著走的笨重裝置到可穿戴設備,是中國腦機接口從實驗室走向應用場景的縮影。
隨著七部門聯(lián)合印發(fā)《關于推動腦機接口產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的實施意見》,腦機接口這一 " 賽博 " 概念的相關股票一漲再漲,但目前市場上還沒有真正意義上的 " 腦機接口第一股 "。
腦機接口比賽:從 " 推車 " 到 " 戴帽 " 的 15 年
" 今年是腦機接口比賽 15 周年,你都想象不到 2010 年那會兒多笨拙。"
清華大學教授高小榕在大會間隙回憶道,當時參賽的腦電圖設備是固定式的,根本沒法移動,得專門雇兩個學生推著車跑。后來演進成移動式,需要人員拎著筆記本電腦或類似大小的設備走來走去。如今,腦機接口都是可穿戴式設備," ‘啪’,扣一個帽子你隨便走 "。
但這還遠遠不夠。高小榕說,現(xiàn)在可穿戴設備的舒適性很差,很難佩戴 1 個小時以上,接下來的設備要做到舒適穿戴、隱秘穿戴,讓腦機接口從 " 看得見的科技 " 變成 " 隱形的助手 "。
從技術路徑看,腦機接口分為非侵入式和侵入式兩種,二者都可以采集腦電信號,但前者主張將電極置于大腦外部,后者主張通過微創(chuàng)手術將電極植入大腦內(nèi)部或大腦皮層附近。從 2025 年參加世界機器人大會的相關項目看,下一代腦機接口的形態(tài)已開始顯現(xiàn)。
例如," 云腦海河團隊 " 的便攜式腦電采集設備,是一種非侵入式腦機頭環(huán),它具備實時多維狀態(tài)識別能力。資料顯示,這一設備可以精準評估專注度、平和度、壓力水平及疲勞狀態(tài),適用于專注訓練、冥想放松、疲勞駕駛預警等場景。
天津大學神經(jīng)工程團隊的新型軟梳腦電電極,也采用非侵入式腦機接口設計。針對傳統(tǒng)腦電干電極佩戴舒適性差且阻抗大、濕電極操作流程繁瑣等問題,天津大學神經(jīng)工程團隊開發(fā)了一種新型軟梳腦電電極,其設計靈感來源于軟齒鬃毛梳,佩戴時無需打?qū)щ姼嗲胰彳洘o感,其接觸阻抗、噪聲水平等指標與濕電極相當。
關于侵入式腦機接口,高小榕表示這是隱秘穿戴的一種形式,此前插入大腦內(nèi)部或皮層附近的第一代電極為 " 硬針 ",第二代為 " 軟針 "(但材質(zhì)仍比腦組織硬),均為工程材料。目前業(yè)內(nèi)開始研發(fā)第三代電極,其主要材料為碳,是純生物材料。
腦機接口當前階段:在接口與交互之間過渡
作為中國神經(jīng)工程及腦機接口學科的主要創(chuàng)建者之一,高小榕在 1998 年帶領團隊實現(xiàn)了腦控模擬鼠標,這與美國研究者讓猴子通過腦電波控制機械臂運動的時間(20 世紀 90 年代)幾乎平行??梢哉f,中美學者同步開啟了國內(nèi)外的腦機接口時代。
近 20 年過去了,AI(人工智能)技術的飛速發(fā)展,也加速了腦機接口的迭代。在高小榕看來,AI 的上半場由大模型主導,解決了 " 機器能思考 " 的問題,下半場的核心則是 " 機器如何幫人 ",腦機接口作為 " 人機共融 " 的技術,是這場轉(zhuǎn)型的關鍵抓手。
按照高小榕的劃分,腦機接口的發(fā)展會經(jīng)歷三個階段:第一階段是腦機接口(BCI),實現(xiàn)信號的單向傳遞;第二階段是交互(Interaction),達成人機雙向溝通;第三階段是智能(Intelligence),實現(xiàn)腦機融合。
" 現(xiàn)在我們正卡在從接口到交互的過渡期,而離真正的腦機智能還差得遠。" 高小榕表示,當前最大的技術瓶頸集中在信號采集與穿戴體驗上。具體來說,非侵入式腦機設備采集到的腦電信號弱,侵入式設備則面臨長期穩(wěn)定性難題。
對此,他打了個生動的比方:" 像原來做手機通信需要往地上裝鐵塔,想擴展帶寬就(將鐵塔)越裝越密,這種往地球上裝鐵塔就算侵入式,信號強卻難普及;而衛(wèi)星通訊方式需要往天上發(fā)射衛(wèi)星,覆蓋海上、山區(qū)等鐵塔不能及的地區(qū),覆蓋廣但信號弱。"
高小榕表示,這兩種技術路徑誰將成為主流,目前還沒定數(shù),所以產(chǎn)業(yè)界布局兼而有之。但可以肯定的是,未來腦機接口的發(fā)展,更核心的挑戰(zhàn)在于 " 解碼 "。
高小榕舉例稱,100 年前人類只能區(qū)分清醒與睡眠兩種狀態(tài),如今已能識別 16 種(2 的 4 次方),未來目標是突破 256(2 的 8 次方)種," 等能精準識別 256 種狀態(tài)的時候,機器就能懂你喜歡誰,不喜歡誰 "。這種精細化解碼能力,正是腦機接口從中場邁向終局的通行證。
企業(yè)融資競賽:令人焦慮的不是資金而是技術
8 月 7 日,工業(yè)和信息化部等七部門聯(lián)合發(fā)布《關于推動腦機接口產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的實施意見》。這份實施意見提出,到 2027 年,我國腦機接口關鍵技術取得突破,初步建立先進的技術體系、產(chǎn)業(yè)體系和標準體系。電極、芯片和整機產(chǎn)品性能達到國際先進水平。
而在今年 1 月,北京市還提出,到 2030 年,當?shù)啬X機接口產(chǎn)業(yè)生態(tài)將初步形成,實現(xiàn)腦機接口創(chuàng)新產(chǎn)品在醫(yī)療、康養(yǎng)、工業(yè)、教育等領域的規(guī)模化商用。
發(fā)布次日,腦機接口概念股再次大漲,延續(xù)其今年以來的強勢表現(xiàn)。但是,根據(jù)華安證券 8 月研報,目前,行業(yè)內(nèi)尚無生產(chǎn)相關產(chǎn)品的真正 " 腦機接口第一股 "。
資本市場或許需要祛魅,但企業(yè)需要輸血。據(jù)中羿產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新研究院的數(shù)據(jù),2014 年至 2024 年,中國腦機接口行業(yè)發(fā)生融資事件 195 起,涉及公司 70 家。已披露融資金額的融資事件為 85 起,涉及金額 63.25 億元,其中,發(fā)生在 2021 年和 2022 年的投融資事件約占 40%,投融資額占比超過 70%。
盡管腦機接口領域的投融資一度進入冷靜期,但 " 階梯醫(yī)療 " 公司今年初仍完成 3.5 億元 B 輪融資,成為國內(nèi)植入式腦機接口行業(yè)最大單筆融資。
不過,高小榕提醒投資者,要區(qū)分腦機接口和機器人的概念,厘清概念炒作與實際進展的落差。他解釋道:" 現(xiàn)在有些誤區(qū),是認為只要把傳感器放到腦袋上就叫腦機接口,實際上腦機接口的定義是從中樞神經(jīng)采集信號,這非常重要。"
此外,初創(chuàng)企業(yè)進行融資的本質(zhì),是爭奪技術的 " 窗口期 "。8 月 11 日,上海腦虎科技有限公司創(chuàng)始人兼首席科學家對《每日經(jīng)濟新聞》記者表示,公司融資順利、賬面數(shù)字也很健康,但讓自己有緊迫感和焦慮感的,是 " 不知道哪天馬斯克(Neuralink)或其他同行又爆出了‘衛(wèi)星’級技術突破 "。
" 資金不是我們最大的壓力,而且我們還在全球招聘高水平人才,特別是高薪招聘懂 AI 和有醫(yī)療產(chǎn)品經(jīng)驗的人才,這會讓我們更加快速、高效地做好腦機接口。" 陶虎說。
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