腦機(jī)接口行業(yè)市場(chǎng)前景及投資研究報(bào)告：人腦與數(shù)字世界的融合新質(zhì)生產(chǎn)力OpenAISora模型

證券研究報(bào)告人腦與數(shù)字世界的融合未來——腦機(jī)接口行業(yè)報(bào)告行業(yè)評(píng)級(jí)：看好2024年3月12日摘要n腦機(jī)接口為新質(zhì)生產(chǎn)力提出的九大未來產(chǎn)業(yè)之一。?

腦機(jī)接口（BCI-Brain-Machine

Interface，以下統(tǒng)稱BCI）是指在人或動(dòng)物大腦與外部設(shè)備之間創(chuàng)建的直接連接實(shí)現(xiàn)腦與設(shè)備的信息交換，其工作流程包括腦電信號(hào)的采集和獲取、信號(hào)處理、信號(hào)的輸出和執(zhí)行，最終再將信號(hào)反饋給大腦。?

腦機(jī)接口是新質(zhì)生產(chǎn)力未來產(chǎn)業(yè)之一。2023年提出新質(zhì)生產(chǎn)力，新質(zhì)生產(chǎn)力不是傳統(tǒng)生產(chǎn)力的局部優(yōu)化與簡(jiǎn)單迭代，而是由技術(shù)革命性突破、生產(chǎn)要素創(chuàng)新性配置、產(chǎn)業(yè)深度轉(zhuǎn)型升級(jí)而催生的先進(jìn)生產(chǎn)力。中國政府高度重視BCI技術(shù)的發(fā)展，將其列為《“十三五”國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》和《“十四五”規(guī)劃綱要》中的重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域。?

全球腦機(jī)接口產(chǎn)業(yè)迎來突破性進(jìn)展。2024年1月，以ElonMusk為代表的Neurolink公司已完成首例人類大腦設(shè)備植入手術(shù)，目前Neuralink公司正試圖讓患者“通過思維來盡可能多地點(diǎn)擊鼠標(biāo)”，包括上下移動(dòng)電腦鼠標(biāo)等。n

腦機(jī)接口產(chǎn)業(yè)軟硬件技術(shù)逐步迭代。?

在新的BCI技術(shù)催化、國家戰(zhàn)略的重視以及應(yīng)用需求的不斷擴(kuò)張的協(xié)同作用下，BCI市場(chǎng)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)張。根據(jù)報(bào)告，2023年，全球BCI市場(chǎng)規(guī)標(biāo)模達(dá)19.8億美元，預(yù)計(jì)到2027年市場(chǎng)規(guī)模達(dá)33億美元，7年間年復(fù)合增長率約為14%。腦機(jī)接口信息采集層面可分為侵入式、部分侵入式和非侵入式。非侵入式市場(chǎng)份額占比為86%。?

產(chǎn)業(yè)應(yīng)用上，BCI市場(chǎng)仍主要以醫(yī)療為主。未來，BCI在教育、游戲、智能家居、軍事領(lǐng)域的應(yīng)用占比將逐步提升

。?

軟件層面，人工智能技術(shù)的高速發(fā)展將為BCI帶來更多的創(chuàng)新機(jī)會(huì)，深度學(xué)習(xí)具有強(qiáng)大的特征提取和模式識(shí)別能力，在近年來技術(shù)不斷更新迭代，實(shí)現(xiàn)了算法的更新迭代并有望突破BCI數(shù)據(jù)個(gè)體差異化的障礙。硬件層面，更高精度的傳感器正在被開發(fā)，設(shè)備越來越輕便、便攜，侵入性與人體的兼容性正在持續(xù)改善。n

腦機(jī)接口的核心廠商主要集中在下游應(yīng)用領(lǐng)域。?

腦機(jī)接口的下游主要負(fù)責(zé)將腦機(jī)接口系統(tǒng)應(yīng)用到實(shí)際場(chǎng)景中，按較為稀缺，企業(yè)分布占8%。中游的系統(tǒng)集成和生產(chǎn)廠商占比為30%。報(bào)告顯示，下游企業(yè)數(shù)量占該產(chǎn)業(yè)的比例為62%。上游軟硬件核心技術(shù)廠商?

美國作為最早提出腦科學(xué)計(jì)劃及其行業(yè)發(fā)展規(guī)劃、技術(shù)發(fā)展最為迅速的國家，

目前已有企業(yè)進(jìn)入臨床階段，代表性廠商有Neuralink、Synchron、BrainGate等。?

中國廠商起步較晚，大多誕生于2010年后，目前還處于初創(chuàng)階段，代表性廠商有博?？?、云睿智能、臻泰智能、腦虎科技等。n

風(fēng)險(xiǎn)提示：1、技術(shù)發(fā)展不及預(yù)期；2、行業(yè)需求不及預(yù)期20102030405腦機(jī)接口概述軟硬件技術(shù)迭代目錄從實(shí)驗(yàn)室走向商業(yè)C

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S產(chǎn)業(yè)核心廠商風(fēng)險(xiǎn)提示301腦機(jī)接口概述401

腦機(jī)接口一覽n

腦機(jī)接口（BCI-Brain-Machine

Interface，以下統(tǒng)稱BCI）的定義：指在人或動(dòng)物大腦與外部設(shè)備之間創(chuàng)建的直接連接實(shí)現(xiàn)腦與設(shè)備的信息交換，其工作流程包括腦電信號(hào)的采集和獲取、信號(hào)處理、信號(hào)的輸出和執(zhí)行，最終再將信號(hào)反饋給大腦。n

BCI信息采集層面可分為侵入式、部分侵入式和非侵入式，侵入式BCI通過將電極和傳感器直接插入大腦捕捉神經(jīng)活動(dòng)，非侵入式則通過將電極和傳感器置于頭皮表面獲取信號(hào)，前者的優(yōu)勢(shì)在于信號(hào)質(zhì)量，后者則在于微乎其微的實(shí)驗(yàn)及臨床風(fēng)險(xiǎn)，而部分侵入式95%則介于二者之間，近年得到了廣泛的應(yīng)用。技術(shù)工作流程（以侵入型為例）5資料：創(chuàng)業(yè)芯2023、前沿科技話未來、DeepTech深科技、浙商證券研究所01

BCI發(fā)展歷史n

對(duì)BCI的研究可以追溯至1924年德國精神病學(xué)家漢斯·伯杰（Hans

Berger）發(fā)明了腦電圖（EEG），作為非侵入性的大腦監(jiān)測(cè)技術(shù)。直至70年代，美國學(xué)者首次正式提出BCI的概念，并嘗試用計(jì)算機(jī)處理EEG信號(hào)。截至20世紀(jì)末期，BCI仍處于以基礎(chǔ)研究為主的鋪墊階段。n

21世紀(jì)初，BCI技術(shù)研究逐步轉(zhuǎn)向以醫(yī)療為主的應(yīng)用領(lǐng)域，成果產(chǎn)出集中于美國的各個(gè)校園，歷經(jīng)50多年的研究，BCI技術(shù)得到了迅速發(fā)展，目前正處于產(chǎn)業(yè)落地階段，技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)的戰(zhàn)略布局從以往多國政府、科研院所之間轉(zhuǎn)向了市場(chǎng)和企業(yè)，各大企業(yè)紛紛投資研發(fā)BCI技術(shù)。BCI技術(shù)發(fā)展史6資料：公開資料整理,浙商證券研究所01

BCI應(yīng)用領(lǐng)域n

BCI的技術(shù)應(yīng)用最初在醫(yī)療健康領(lǐng)域，由20世紀(jì)70年代首次開發(fā)了用于癲癇治療的植入性BCI，針對(duì)于神經(jīng)功能障礙患者實(shí)施腦功能監(jiān)測(cè)和控制，起到了輔助溝通及運(yùn)動(dòng)功能、慢性疼痛管理、癲癇治療、精神治療以及意識(shí)與認(rèn)知診斷治療的功效，在技術(shù)成熟度和高度專業(yè)化的協(xié)同作用下，醫(yī)療健康是BCI目前離商業(yè)化最近的應(yīng)用領(lǐng)域。n

隨著技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓寬，BCI技術(shù)預(yù)期應(yīng)用于游戲、教育、智能家居、自動(dòng)駕駛甚至軍事等領(lǐng)域，BCI技術(shù)的發(fā)展可以最大化的泛化大腦功能，使各個(gè)領(lǐng)域更具便捷性。n

BCI通過實(shí)現(xiàn)多感官體驗(yàn)和深度社交互動(dòng)，可以最大化滿足游戲娛樂的沉浸感和吸引力；教育方面，通過監(jiān)測(cè)學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)和與VR的結(jié)合，為學(xué)生提供個(gè)性化的學(xué)習(xí)方案和更為身臨其境的學(xué)習(xí)環(huán)境；另外可以實(shí)現(xiàn)改善智能家居和自動(dòng)駕駛的體驗(yàn)感；至于軍事領(lǐng)域，BCI具有更廣泛的應(yīng)用前景。BCI可以幫助士兵提高戰(zhàn)場(chǎng)意識(shí)、增強(qiáng)決策能力，以及實(shí)現(xiàn)更為精準(zhǔn)的武器控制。此外，BCI還可以用于軍事訓(xùn)練和康復(fù)等領(lǐng)域，提高軍事行動(dòng)的效率和效果。BCI技術(shù)-用意念操作游戲BCI技術(shù)-教學(xué)實(shí)踐7資料：重慶大學(xué)、探尋科技fazhan潮流、白山市科技局、金鋤頭文庫、火石創(chuàng)造、浙商證券研究所01

跨學(xué)科研究淵源與技術(shù)體系n

BCI的研究覆蓋生物學(xué)與神經(jīng)科學(xué)、工程學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、心理學(xué)與醫(yī)學(xué)等多個(gè)科學(xué)領(lǐng)域。n

生物學(xué)與神經(jīng)科學(xué)的進(jìn)展-即人類對(duì)大腦的結(jié)構(gòu)和功能的新認(rèn)知，發(fā)揮著核心的作用；n

電氣工程、計(jì)算機(jī)工程、生物醫(yī)學(xué)工程等工程領(lǐng)域的發(fā)展為BCI提供了軟硬件的支持；n

醫(yī)學(xué)和心理學(xué)的發(fā)展則起到了補(bǔ)充作用，前者為BCI的發(fā)展評(píng)估安全性、而后者評(píng)估了用戶的接受度和信任度。技術(shù)體系n

在BCI的技術(shù)體系中，以腦電信號(hào)的處理和轉(zhuǎn)換為核心，需要用到數(shù)據(jù)管理、機(jī)器學(xué)習(xí)、軟件工程等數(shù)據(jù)處理相關(guān)的技術(shù)。硬件層的技術(shù)需求則集中在方方面面，包括但不限于無線傳輸、系統(tǒng)集成和生物傳感等，接口設(shè)備的材料與人體的兼容性亦起到重要作用。8資料：健康屆、北京奇普斯達(dá)科創(chuàng)服務(wù)中心、浙商證券研究所01

面臨的問題n

當(dāng)前BCI研究面臨的問題，包括技術(shù)短板效應(yīng)明顯、安全問題和倫理問題。n

技術(shù)短板效應(yīng)明顯：作為跨學(xué)科研究促動(dòng)的行業(yè)之一，BCI技術(shù)的發(fā)展需要多個(gè)學(xué)科發(fā)展的共同支撐，然而任何一個(gè)學(xué)科的落后都會(huì)造成短板效應(yīng)，制約BCI技術(shù)發(fā)展。?

對(duì)大腦反饋刺激和工作機(jī)制的神經(jīng)科學(xué)研究受限。解決“從腦到機(jī)"方向的輸出、解讀問題，以及控制的效率和準(zhǔn)確率則會(huì)遙遙無期。?

若生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科的發(fā)展不夠，可能導(dǎo)致在BCI設(shè)備的設(shè)計(jì)和制造方面遇到瓶頸，難以實(shí)現(xiàn)設(shè)備的性能和穩(wěn)定性。?

若計(jì)算機(jī)技術(shù)不夠先進(jìn)，軟硬件設(shè)備性能低下，難以實(shí)現(xiàn)高精度的信號(hào)采集和處理。算法的研發(fā)不夠成熟，會(huì)使BCI難以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的控制和反饋。?

若生物材料學(xué)發(fā)展受制，侵入式接口則需面臨對(duì)腦部損傷的問題，刺激的準(zhǔn)確性亦會(huì)受制。n

安全問題：使BCI技術(shù)受到更多制約，BCI設(shè)備可以收集并傳輸用戶的大腦信號(hào)，這些信號(hào)可能包含用戶的私人思想和感受。如果這些信號(hào)被惡意第三方剽竊、攔截，可能會(huì)導(dǎo)致隱私泄露和數(shù)據(jù)安全風(fēng)險(xiǎn)；除此之外，身心健康問題亦值得重視，BCI設(shè)備的植入和佩戴存在潛在感染、組織損傷風(fēng)險(xiǎn)，長期使用BCI設(shè)備可能對(duì)使用者的心理健康產(chǎn)生成癮、依賴等負(fù)面影響。n

倫理問題：包括潛在的思維控制和公平公正問題。BCI技術(shù)使得用戶可以利用思維控制外部設(shè)備。這種能力亦可能被惡意利用；此外，BCI技術(shù)也可能引發(fā)有關(guān)公平和公正的討論，如利用BCI技術(shù)增強(qiáng)人類能力是否公平等，是否從更深刻的意義上加劇數(shù)字鴻溝，導(dǎo)致社會(huì)不公平現(xiàn)象進(jìn)一步加深9資料：鈦媒體、新浪醫(yī)藥、澎湃新聞、浙商證券研究所02軟硬件技術(shù)迭代1002

市場(chǎng)結(jié)構(gòu)n

隨著科技的不斷發(fā)展，BCI技術(shù)逐漸成為全球關(guān)注的熱點(diǎn)。預(yù)計(jì)未來幾年，BCI

產(chǎn)業(yè)將得到進(jìn)一步的完善和發(fā)展，為多個(gè)行業(yè)帶來革命性的變革。?

上游：

BCI

核心技術(shù)的研發(fā)位，集中在硬件層面，如傳感器、微電極、信號(hào)處理算法等。此外，這一環(huán)節(jié)還包括了

BCI

系統(tǒng)的關(guān)鍵硬件和軟件組件的制造。上游市場(chǎng)致力于開發(fā)更高效、更精確的

BCI

系統(tǒng)，企業(yè)分布占8%。?

中游：包括

BCI

系統(tǒng)的集成和生產(chǎn)。企業(yè)負(fù)責(zé)將上游的硬件和軟件組件整合到完整的

BCI

系統(tǒng)中，并進(jìn)行測(cè)試和驗(yàn)證。此外，中游市場(chǎng)還包括了

BCI

系統(tǒng)的應(yīng)用程序開發(fā)者，為特定應(yīng)用場(chǎng)景開發(fā)定制化的軟件和解決方案，企業(yè)分布占30%。?

下游：包括醫(yī)療、教育、游戲等領(lǐng)域的企業(yè)和機(jī)構(gòu)，負(fù)責(zé)將

BCI

系統(tǒng)應(yīng)用到實(shí)際場(chǎng)景中，為用戶提供服務(wù)，企業(yè)分布占62%。n

市場(chǎng)結(jié)構(gòu)方面，2023年，非侵入式BCI占BCI市場(chǎng)規(guī)模的86%。目前，受到BCI技術(shù)和倫理、安全等因素的制約，無論是各國科研院所還是企業(yè)，研究重點(diǎn)都側(cè)重非侵入式BCI，對(duì)非侵入式BCI的研發(fā)投入也高于侵入式BCI。2023年BCI產(chǎn)業(yè)鏈全球企業(yè)分布情況2023年市場(chǎng)份額細(xì)分（侵入性和非侵入性）11資料：，浙商證券研究所02

BCI全球市場(chǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大n

2023年，全球BCI市場(chǎng)規(guī)模達(dá)19.8億美元，預(yù)計(jì)到2027年市場(chǎng)規(guī)模達(dá)33億美元，7年間年復(fù)合增長率約為14%。n

近年來，BCI市場(chǎng)仍主要以醫(yī)療為主，下游份額占比56%，其他領(lǐng)域包括消費(fèi)、工業(yè)、教育等；受到技術(shù)及安全等因素的制約，BCI主要以非侵入式接口為主。BCI產(chǎn)業(yè)全球市場(chǎng)規(guī)模預(yù)測(cè)（億美元）12資料：，浙商證券研究所02

軟硬件技術(shù)迭代n

近年來，BCI技術(shù)取得了一系列突破性進(jìn)展，以Elon

Musk為代表的Neurolink公司宣布正式步入臨床應(yīng)用階段，得益于軟硬件技術(shù)的更新迭代。n

我們認(rèn)為軟硬件技術(shù)的迭代是BCI技術(shù)的重點(diǎn)：近五年研究突破性進(jìn)展?

軟件層面：人工智能技術(shù)的快速發(fā)展將為BCI

帶來更多的創(chuàng)新機(jī)會(huì)。通過將人工智能與

BCI

技術(shù)相結(jié)合，有望實(shí)現(xiàn)更高效、準(zhǔn)確的腦信號(hào)解讀和交互。深度學(xué)習(xí)具有強(qiáng)大的特征提取和模式識(shí)別能力，在近年來技術(shù)不斷更新迭代，實(shí)現(xiàn)了算法的更新迭代并有望突破BCI數(shù)據(jù)個(gè)體差異化的障礙。?

硬件層面：BCI技術(shù)的硬件技術(shù)亦在不斷提高，更高精度的傳感器正在被開發(fā)，以更好地捕捉大腦的信號(hào)。此外，BCI

設(shè)備正在變得越來越輕便、便攜，侵入性有所改善，如由此衍生的無創(chuàng)BCI技術(shù)可以不需要通過開顱手術(shù)植入電極，從而降低侵入性，提高用戶的接受度。侵入性接口設(shè)備與人體兼容性亦在改善。13資料：公開資料整理，浙商證券研究所02

AI賦能BCI軟件迭代n

BCI技術(shù)的出現(xiàn)，使得用大腦信號(hào)直接控制外界環(huán)境的想法成為可能。要

想實(shí)現(xiàn)

BCI，有三個(gè)必要條件：

第一，必須有一種能夠可靠反映大腦思維的信號(hào)；

第二，這種信號(hào)能夠被實(shí)時(shí)且快速的收集；第三，這種信號(hào)有明確的分類。目前可用于

BCI的人腦信號(hào)有：

EEG（腦電圖），

EMG（腦磁圖）和

fMRI（功能性

核磁共振圖象）等。目前大多數(shù)

BCI

研究機(jī)構(gòu)采用的大腦信號(hào)是

EEG。n

BCI系統(tǒng)一般都具備信號(hào)采集、信號(hào)分析和控制器三個(gè)模塊：?

【信號(hào)采集】：受試者頭部戴上一個(gè)電極帽，采集

EEG

信號(hào)，并傳送給放大器，信號(hào)一般需放大10000倍左右，經(jīng)過預(yù)處理，包括信號(hào)的的濾波和

A/D

轉(zhuǎn)換，最后轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)存儲(chǔ)于計(jì)算機(jī)中。?

【信號(hào)分析】：利用

ICA

、PCA、FFT、小波分析等方法，從經(jīng)過預(yù)處理

的

EEG

信號(hào)中提取與受試者意圖相關(guān)的特定特征量

（如頻率變化、幅度變化等）；

特征量提取后交給分類器進(jìn)行分類，分類器的輸出即作為控制器的輸入。?

【控制器】：將已分類的信號(hào)轉(zhuǎn)換為實(shí)際的動(dòng)作，如在顯示器上的光標(biāo)移動(dòng)、機(jī)械手運(yùn)動(dòng)、字母輸入、控制輪椅、開電視等。?

【反饋環(huán)節(jié)】：有些BCI系統(tǒng)還設(shè)置了反饋環(huán)節(jié)

，不僅能讓受試者清楚自己的思維產(chǎn)生的控制結(jié)果，

同時(shí)還能夠幫助受試者根據(jù)這個(gè)結(jié)果來自主調(diào)整腦

電信號(hào)，以達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。14資料：公開資料整理，浙商證券研究所02

AI賦能BCI軟件迭代n

人工智能對(duì)于個(gè)性化定制和改善用戶體驗(yàn)有著可預(yù)見的前景:?

AI深化自然語言處理技術(shù)和語音識(shí)別技術(shù)應(yīng)用，使用戶通過語音命令來控制外部設(shè)備，提高設(shè)備的易用性，并通過深度分析用戶的腦電信號(hào)和數(shù)據(jù)，AI算法可以為用戶提供個(gè)性化的干預(yù)和訓(xùn)練方案，提高BCI技術(shù)的有效性和實(shí)用性。?

同時(shí)，深度學(xué)習(xí)賦能了算法，深度學(xué)習(xí)具有從高維數(shù)據(jù)中提取特征并從分層表示中學(xué)習(xí)的能力，并在計(jì)算機(jī)視覺和自然語言處理領(lǐng)域中產(chǎn)生了許多實(shí)際應(yīng)用。鑒于其在其他領(lǐng)域的有效性，深度學(xué)習(xí)似乎有望從原始的EEG數(shù)據(jù)中學(xué)習(xí)以提取更好的功能以提高性能和魯棒性。EEG數(shù)據(jù)集是高維的，具有高參數(shù)的深度學(xué)習(xí)模型可以直接學(xué)習(xí)原始的EGG信號(hào)。n

2021年，斯坦福大學(xué)研究人員將人工智能（AI）軟件與BCI設(shè)備結(jié)合，成功開發(fā)出一套全新的皮質(zhì)內(nèi)BCI系統(tǒng)，該系統(tǒng)利用循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（RNN），使得大腦運(yùn)動(dòng)皮層的神經(jīng)活動(dòng)可解碼

“手寫”

筆跡。該解碼方式受益于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的迅速發(fā)展使患者對(duì)手寫的想法轉(zhuǎn)換為電腦屏幕上的文本。腦中“筆跡”轉(zhuǎn)屏幕字跡成果封面15資料：公開資料整理，浙商證券研究所02

腦電信號(hào)硬件設(shè)備更新n

BCI的硬件是進(jìn)行信號(hào)采集、處理、分析的一線設(shè)備，覆蓋了各式各樣技術(shù)模式，占據(jù)BCI技術(shù)體系的絕大部分，其中包括：?

【生物兼容材料】：BCI設(shè)備材料需要具備良好的生物兼容性，以免引起過敏、炎癥等副作用、同時(shí)具有低毒性、無刺激性、良好的生物降解性。?

【無線傳輸技術(shù)】：無線技術(shù)可以提高便捷性和舒適性，并且通過減少穿透或者提供更為封閉的系統(tǒng)來降低感染的風(fēng)險(xiǎn)。n

其中技術(shù)體系的核心在于BCI硬件芯片所需技術(shù)：?

【高水平集成電路技術(shù)】：這其中包括模擬電路設(shè)計(jì)、數(shù)字電路設(shè)計(jì)、射頻設(shè)計(jì)、低功耗設(shè)計(jì)等多個(gè)領(lǐng)域知識(shí)。一些關(guān)鍵的研發(fā)平臺(tái)要求包括高精度的芯片設(shè)計(jì)軟件、電路仿真軟件、射頻測(cè)試設(shè)備和集成電路制造設(shè)備等。首款BCI專用芯片“即插即用”接口電極16資料：公開資料整理、浙商證券研究所02

腦電信號(hào)硬件設(shè)備更新n

侵入式BCI與非侵入式BCI對(duì)于硬件的要求各有不同，源于工作原理和目標(biāo)應(yīng)用的不同。?

不同工作原理決定了不同的信號(hào)采集方式：侵入式BCI需要直接接觸大腦，因此對(duì)電極材料的生物相容性、耐用性和信號(hào)傳輸能力要求更高。而非侵入式腦對(duì)電極的要求則反之，但需要更高的信號(hào)處理能力來提取有用的信息。?

目標(biāo)應(yīng)用的不同決定了硬件需求的不同：侵入式BCI通常應(yīng)用于臨床治療、神經(jīng)科學(xué)研究等。需要高精度、分辨率和靈敏度信號(hào)控制的應(yīng)用，因此對(duì)硬件的要求集中在技術(shù)層面較高。非侵入式BCI則更多地應(yīng)用于消費(fèi)層面，如游戲、智能家居等，對(duì)硬件的便攜性、易用性和成本等方面要求較高。侵入式BCI非侵入式BCI17資料：公開資料整理、浙商證券研究所02

腦電信號(hào)硬件設(shè)備更新n

對(duì)于侵入式BCI來說，BCI植入設(shè)備研發(fā)的重要部分主要是電極的設(shè)計(jì)和制造，需要用到高精度、高質(zhì)量的設(shè)備和原材料。?

2023年初，美國約翰霍普金斯大學(xué)Florin

M.

Selaru教授和毛海泉教授合作發(fā)現(xiàn)了一種可注射、生物可降解、機(jī)械可破碎的納米纖維-水凝膠復(fù)合化學(xué)材料，并可以有效提高BCI電極的生物相容性，減少炎癥反應(yīng)。同時(shí)新的神經(jīng)接口材料亦得到開發(fā)：基于金納米粒子、石墨烯和碳納米管的新型界面材料，可以提高神經(jīng)接口的信號(hào)傳輸速度和靈敏度。n

對(duì)于非侵入式BCI設(shè)備研發(fā)則在需要信號(hào)質(zhì)量和便捷性、可用性之間權(quán)衡，方能在有效的基礎(chǔ)上發(fā)揮安全、易操作的優(yōu)勢(shì)。?

中科院、天津大學(xué)和美國斯坦福大學(xué)聯(lián)合開發(fā)的基于納米材料、金屬網(wǎng)格和彈性聚合物制成的新型柔性電極于2023年問世，這些電極在保證信號(hào)質(zhì)量的同時(shí)，具備更高的保護(hù)性和延展性。n

而部分侵入式和侵入式的區(qū)別在于是否進(jìn)入大腦灰質(zhì)，同時(shí)，無創(chuàng)式或微創(chuàng)式植入BCI也取得了諸多進(jìn)展。PDA水凝膠集成生物黏合劑超軟BCI新型柔性電極成果微創(chuàng)式BCI技術(shù)（植入式）18資料：公開資料整理，浙商證券研究所03從實(shí)驗(yàn)室走向商業(yè)1903

技術(shù)為催化劑，目前已研發(fā)出多種BCI實(shí)現(xiàn)方式n

腦機(jī)接口系統(tǒng)允許被試者使用腦信號(hào)直接控制外部設(shè)備，根據(jù)利用的腦信號(hào)的類別，大致可以分為以下四種：基于腦電(

EEG)的腦機(jī)接口、基于腦磁(MEG)的腦機(jī)接口、基于功能性磁共振成像(fMRI)的腦機(jī)接口和基于功能性近紅外光譜(fNIRS)的腦機(jī)接口。n

腦電是一種由腦細(xì)胞群之間以電離子形式傳遞信息而產(chǎn)生的生物電現(xiàn)象，是神經(jīng)元電生理活動(dòng)在大腦皮層或頭皮表面的總體反映。相比于其它類型的腦信號(hào)，EEG具有采集方便、時(shí)空分辨率高等優(yōu)點(diǎn)，在BCI系統(tǒng)中具有獨(dú)特的應(yīng)用價(jià)值。目前，EEG腦機(jī)接口主要有以下三種類型：n

P300腦機(jī)接口：P300是大腦認(rèn)知過程中產(chǎn)生的一種事件相關(guān)電位，主要與期待、意動(dòng)、覺醒、注意等心理因素有關(guān)。Sutton等人發(fā)現(xiàn)，當(dāng)人腦受到小概率相關(guān)事件的刺激時(shí)，腦電信號(hào)中會(huì)出現(xiàn)一個(gè)潛伏期約為300ms的正向波峰，P300因此得名。?

典型的P300腦機(jī)接口是由神經(jīng)心理學(xué)家Farwell等人設(shè)計(jì)的虛擬打字機(jī)。虛擬打字機(jī)的界面由26個(gè)英文字母和10個(gè)阿拉伯?dāng)?shù)字組成，形成一個(gè)6行6列的字符矩陣。矩陣按行或列隨機(jī)閃爍，使用者注視需要輸入的字符。當(dāng)目標(biāo)字符所在的行或列閃爍時(shí)，即可觸發(fā)靶刺激。通過檢測(cè)P300電位的發(fā)生時(shí)間，就能確定目標(biāo)字符所在的行和列，行列交叉處的字符即為使用者想要輸入的字符。n

SSVEP腦機(jī)接口：穩(wěn)態(tài)視覺誘發(fā)電位(SSVEP)屬于視覺誘發(fā)電位(VEP)，是指當(dāng)人眼受到一個(gè)恒定頻率（通常大于4Hz）的視覺刺激時(shí)，大腦視覺皮層會(huì)自動(dòng)產(chǎn)生與刺激頻率及其諧波頻率同頻率的響應(yīng)。當(dāng)刺激的頻率小于4Hz時(shí)，所引發(fā)的電位稱為瞬態(tài)視覺誘發(fā)電位(TVEP)。?

典型的SSVEP腦機(jī)接口是由清華大學(xué)高上凱等人設(shè)計(jì)的自動(dòng)撥號(hào)系統(tǒng)。系統(tǒng)的界面上包含0-9十個(gè)撥號(hào)鍵，每個(gè)撥號(hào)鍵分別按不同的頻率閃爍。當(dāng)用戶注視某個(gè)撥號(hào)鍵時(shí)，所誘發(fā)的SSVEP中會(huì)包含大量相應(yīng)頻率的基波和諧波。通過分析腦電信號(hào)的頻率成分，便可得知用戶注視的目標(biāo)撥號(hào)鍵，從而實(shí)現(xiàn)撥號(hào)的功能。n

運(yùn)動(dòng)想象腦機(jī)接口：運(yùn)動(dòng)想象(MI)信號(hào)產(chǎn)生的理論依據(jù)是事件相關(guān)去同步和事件相關(guān)同步。當(dāng)人在頭腦中想象某肢體運(yùn)動(dòng)時(shí)，感覺運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)的相應(yīng)區(qū)域便會(huì)處于活躍狀態(tài)，該區(qū)域產(chǎn)生的腦電信號(hào)中的alpha波和beta波將出現(xiàn)幅值上的衰減，這種現(xiàn)象被稱為事件相關(guān)去同步。相反，若大腦沒有進(jìn)行運(yùn)動(dòng)想象任務(wù)，腦電alpha波和beta波頻譜震蕩的幅度就會(huì)表現(xiàn)出明顯的增強(qiáng)，即事件相關(guān)同步。?

目前ＭI腦機(jī)接口使用較多的有想象左手運(yùn)動(dòng)、右手運(yùn)動(dòng)、腿部運(yùn)動(dòng)和舌部運(yùn)動(dòng)。20資料：腦機(jī)接口社區(qū)、浙商證券研究所03

國家級(jí)戰(zhàn)略指導(dǎo)n

為了維持美國人工智能的高水平發(fā)展，國防高級(jí)研究計(jì)劃局（DARPA）、國家科學(xué)基金會(huì)（NSF）、國立衛(wèi)生研究院（NIH）等美國聯(lián)邦機(jī)構(gòu)開展了大量具有長遠(yuǎn)價(jià)值的人工智能研究項(xiàng)目。美國人工智能產(chǎn)業(yè)生態(tài)完備，人工智能企業(yè)數(shù)量居全球首位，其中不乏谷歌、微軟、Facebook、亞馬遜等龍頭企業(yè)，積極構(gòu)建開源產(chǎn)業(yè)生態(tài)，引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展。n

我國雖研究起步較晚，但重視程度不亞于發(fā)達(dá)國家，早在2015年就已出現(xiàn)了諸多支持性政策，近兩年已經(jīng)將此技術(shù)上升為國家戰(zhàn)略。中國政府高度重視BCI技術(shù)的發(fā)展，將其列為《“十三五”國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》和《“十四五”規(guī)劃綱要》中的重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域。并加大力度鼓勵(lì)產(chǎn)學(xué)研合作。我們認(rèn)為：?

長久以來，中國受限于BCI處理設(shè)備，以高精度的芯片設(shè)計(jì)軟件等為核心的關(guān)鍵研發(fā)平臺(tái)要求。限制了中國生產(chǎn)高品質(zhì)腦電信號(hào)處理芯片的能力。

國家戰(zhàn)略層面的統(tǒng)籌規(guī)劃為BCI技術(shù)的發(fā)展提供了廣闊的空間，對(duì)相關(guān)技術(shù)應(yīng)用加以重視，有望在醫(yī)療康復(fù)、人工智能、教育娛樂等多個(gè)領(lǐng)域取得突破性進(jìn)展。?

國內(nèi)為健全產(chǎn)業(yè)體系，重視人才培養(yǎng)、技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)鏈應(yīng)用，廣泛的產(chǎn)學(xué)研結(jié)合和國際合作，大量投入資金并設(shè)立產(chǎn)業(yè)基金，培養(yǎng)了一大批BCI領(lǐng)域的專業(yè)人才。中國科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)在BCI領(lǐng)域取得了一系列重要突破，緊密跟隨其他國家的研究進(jìn)展并逐漸在細(xì)分領(lǐng)域占據(jù)優(yōu)勢(shì)。?

新聞報(bào)道稱：在Neuralink公司創(chuàng)始人馬斯克公布了BCI的最新進(jìn)展后，中國團(tuán)隊(duì)也火速跟進(jìn)，BCI領(lǐng)域的最新突破。首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京天壇醫(yī)院神經(jīng)外科賈旺教授團(tuán)隊(duì)聯(lián)合清華大學(xué)洪波教授團(tuán)隊(duì)，利用微創(chuàng)BCI技術(shù)首次成功幫助高位截癱患者實(shí)現(xiàn)意念控制光標(biāo)移動(dòng)，這意味著我國在BCI領(lǐng)域取得新突破。且相關(guān)BCI的患者植入早于Nueralink公司。n

雖然在芯片等核心技術(shù)領(lǐng)域，仍然大部分依賴進(jìn)口，但近年來的大范圍自主研發(fā)使得技術(shù)壁壘和核心零部件壁壘被逐步突破，同時(shí)國內(nèi)誕生了一大批BCI企業(yè)，有望在國際激烈的技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)中守住競(jìng)爭(zhēng)地位。21資料：中國信通院、21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道、金臺(tái)資訊、浙商證券研究所03

應(yīng)用需求個(gè)性化擴(kuò)張創(chuàng)造BCI新市場(chǎng)機(jī)遇n

經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展使得娛樂、健康和消費(fèi)者心理逐步走向成熟，批量生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品逐漸失去市場(chǎng)份額，大數(shù)據(jù)和云計(jì)算的發(fā)展亦使得企業(yè)可以快速、準(zhǔn)確地捕捉到消費(fèi)者的個(gè)性化需求，并為其提供定制化的產(chǎn)品和服務(wù)。激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)使得企業(yè)選擇差異化競(jìng)爭(zhēng)策略，而擁抱BCI技術(shù)則成為了諸多企業(yè)在個(gè)性化時(shí)代的最優(yōu)解。n

以游戲行業(yè)為例，玩家對(duì)不同類型的游戲需求日益多樣化，例如策略類、角色扮演類、動(dòng)作類等。不同類型游戲的市場(chǎng)份額也在不斷變化，表明玩家需求的多樣化和個(gè)性化。?

游戲行業(yè)消費(fèi)者近年來對(duì)體驗(yàn)感擁有了更加深度的需求，根據(jù)微軟數(shù)據(jù)顯示，全球VR/AR預(yù)測(cè)2025年規(guī)模將增長至343億美元。?

而BCI技術(shù)在游戲領(lǐng)域的應(yīng)用雖仍處于發(fā)展階段，但足以對(duì)游戲市場(chǎng)的未來帶來變革性的作用:?BCI技術(shù)用更直觀的控制方式極大提升了游戲的可玩性、同時(shí)BCI可以根據(jù)玩家的情緒狀態(tài)、注意力和認(rèn)知能力等因素自動(dòng)調(diào)整難度和游戲節(jié)奏，以提供最佳的個(gè)性化體驗(yàn)?BCI最大限度的擴(kuò)展了游戲可能性，例如根據(jù)想象來控制游戲角色，或者通過思維來感受游戲的多感官體驗(yàn)反饋。這可以使游戲體驗(yàn)更具沉浸感和互動(dòng)性，同時(shí)可以增強(qiáng)社交互動(dòng)。同時(shí)BCI可以為游戲提供自適應(yīng)輔助功能，幫助玩家克服游戲中的挑戰(zhàn)，對(duì)身體障礙的玩家提供更多的公平性通過BCI操作第一人稱射擊游戲VR體驗(yàn)22資料：映維網(wǎng)、青亭網(wǎng)、浙商證券研究所04產(chǎn)業(yè)核心廠商2304

企業(yè)概覽：中國上市公司?

偉思醫(yī)療（688580）：成立于2001年，目前的電刺激類產(chǎn)品主要包括MyOnyx生物刺激反饋儀、瑞翼生物刺激反饋儀等。2023年8月下旬，公司已成功開展“經(jīng)顱電刺激儀產(chǎn)品”合作，后期將積極推動(dòng)“經(jīng)顱電刺激技術(shù)”在認(rèn)知、神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用與發(fā)展。。?

盈趣科技（002925）：成立于2018年，今年稱參股投資的加拿大公司InteraXon，早在十多年前就開始了腦機(jī)接口的研究，并與盈趣科技聯(lián)合開發(fā)了“Muse”的頭戴式設(shè)備，可以監(jiān)測(cè)大腦活動(dòng)并提供反饋，以幫助人們提高專注力和放松力；與天津大學(xué)醫(yī)學(xué)部、海河實(shí)驗(yàn)室正在開展人工神經(jīng)康復(fù)機(jī)器人、腦機(jī)疲勞駕駛監(jiān)測(cè)、數(shù)字腦電圖機(jī)等多個(gè)創(chuàng)新項(xiàng)目的前期研發(fā)立項(xiàng)交流?

世紀(jì)華通（002602）：成立與2005年，與浙江大學(xué)共建的浙江大學(xué)傳奇創(chuàng)新研究中心，主要聚焦數(shù)字醫(yī)藥、數(shù)字器官、腦機(jī)融合等新興領(lǐng)域，去年相關(guān)成果分別被國際頂級(jí)期刊《自然（Nature）》雜志刊登以及作為封面論文被發(fā)表在了全球頂級(jí)神經(jīng)學(xué)雜志《自然神經(jīng)科學(xué)（nature

neuroscience）》上。?

佳禾智能（300793）：成立于2009年，擁有發(fā)明專利“腦電波采集通信系統(tǒng)、通信幀的生成裝置和讀取裝置”，采用12個(gè)通道的腦電傳感器的腦電波頭戴設(shè)備。幾年前已為美國客戶NEUROSKY、日本客戶TOSHIBA累計(jì)出貨幾萬個(gè)腦電波耳機(jī)。?

巖山科技（002195）：在互聯(lián)網(wǎng)信息服務(wù)業(yè)務(wù)基礎(chǔ)上，全面擁抱人工智能新浪潮，目前已在智能駕駛、類腦智能、AIGC等人工智能新興領(lǐng)域不斷布局，并積極尋求各個(gè)板塊間的創(chuàng)新結(jié)合與多向賦能。目前該公司巖思類腦研究院的腦電大模型目前尚處于研究階段。?

東方中科（002819）：公司與靈汐科技合作，主要為其在邊緣算力模組和類腦仿真測(cè)試集成等方面的生態(tài)鏈合作伙伴。?

中科信息（300678）：公司的核心技術(shù)是高速機(jī)器視覺與智能分析，面向智慧政務(wù)、智能制造、智慧城市、智慧健康四大板塊，定位于做國內(nèi)領(lǐng)先的基于人工智能的行業(yè)信息化整體解決方案提供商。近兩年，公司將高速機(jī)器視覺檢測(cè)技術(shù)成功拓展應(yīng)用到新能源電池、汽車玻璃、電子玻璃、半導(dǎo)體等制造業(yè)的高速連續(xù)生產(chǎn)場(chǎng)景。?

智微智能（001339）：智微科技是物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域核心解決方案商，專注于智慧零售、智慧教育、智慧金融、智慧支付、智能辦公系統(tǒng)、公共安全、網(wǎng)絡(luò)安全、服務(wù)器、工業(yè)物聯(lián)控制系統(tǒng)和云計(jì)算領(lǐng)域的新科技應(yīng)用方案的研究和開發(fā)，為行業(yè)、企業(yè)及個(gè)人用戶提供極具競(jìng)爭(zhēng)力的核心解決方案，幫助客戶在城市智慧化發(fā)展中取得成功，推動(dòng)行業(yè)高度信息化和智慧化的全面發(fā)展。24資料：公開數(shù)據(jù)整理、浙商證券研究所04

初創(chuàng)者投資持續(xù)涌入2023年BCI核心廠商融資情況排名1公司名稱腦虎科技博瑞康2023累計(jì)融資金額最近輪次投資方公司簡(jiǎn)介估值（億美元）中評(píng)資本領(lǐng)投，國生資本、輕舟資本、上海賽領(lǐng)、演化

致力于腦機(jī)接口研究，博弈跟投，盛大、聯(lián)新資本、紅杉中國追投----持續(xù)推進(jìn)侵入式BCI發(fā)展國內(nèi)最早涉足于腦機(jī)接口產(chǎn)業(yè)化的公司之一2松禾資本同步發(fā)力于院內(nèi)和家用市場(chǎng)34云睿智能臻泰智能--盛宇投資獨(dú)家投資聯(lián)想創(chuàng)能獨(dú)家投資--國內(nèi)腦機(jī)康復(fù)先行者華蓋資本、沙特阿美旗下多元風(fēng)投基金（P7）聯(lián)合領(lǐng)投、國內(nèi)唯一一家具備侵入5寧矩科技--經(jīng)緯創(chuàng)投跟投式技術(shù)能力的BCI平臺(tái)公司3.2億美元FounderFund領(lǐng)投，AdvaitaCapital、Capital腦機(jī)接口行業(yè)規(guī)模最大的企業(yè)678NeuralinkSynchronBrainGate70-(約23.09億元）

AdvantageVenture、KnockoutCapital跟投ARCHVenture

Partners領(lǐng)投，BezonsExpeditions、

致力于技術(shù)開發(fā)GatesFrontier等七家跟投--腦機(jī)接口著名企業(yè)歷史久遠(yuǎn)，致力于侵入式腦機(jī)接口研究--25資料：公開資料整理、浙商證券研究所04

企業(yè)概覽：中國非上市公司?

博?？担撼闪⒂?011年，專注于醫(yī)療康復(fù)領(lǐng)域，主要為神經(jīng)科學(xué)創(chuàng)新研究與臨床神經(jīng)疾病診斷、治療與康復(fù)提供專業(yè)、完整的解決方案；?

云睿智能：成立于2015年，核心產(chǎn)品優(yōu)夢(mèng)思UMindSleep額貼式睡眠記錄儀已通過國家藥品監(jiān)督管理局(NMPA)醫(yī)療器械注冊(cè)認(rèn)證，可直接進(jìn)入各醫(yī)療機(jī)構(gòu)臨床科室使用，其睡眠分期相關(guān)數(shù)據(jù)參數(shù)及分析結(jié)果可直接作為針對(duì)睡眠障礙患者疾病分析的參考依據(jù)，為醫(yī)生的診斷工作帶來極大便利。?

臻泰智能：成立于2018年，主要提供輔助交互及康復(fù)治療設(shè)備，包括輔助行走、康復(fù)訓(xùn)練等；臻泰智能在類腦計(jì)算、深度學(xué)習(xí)、腦機(jī)接口等領(lǐng)域擁有多項(xiàng)核心技術(shù)和專利，其產(chǎn)品和服務(wù)已經(jīng)獲得了市場(chǎng)的廣泛認(rèn)可。公司先后與多家國內(nèi)外知名企業(yè)、高校和科研機(jī)構(gòu)建立了戰(zhàn)略合作關(guān)系，共同推動(dòng)人工智能技術(shù)的發(fā)展和創(chuàng)新。?

NeuraMatrix：成立于2019年，定位于新一代BCI平臺(tái)開發(fā)，規(guī)劃版圖涵蓋BCI芯片、系統(tǒng)化設(shè)備、軟硬一體化平臺(tái)，以及針對(duì)醫(yī)療、科研等行業(yè)的專用解決方案。?

腦虎科技：主要業(yè)務(wù)領(lǐng)域包括：腦機(jī)接口技術(shù)研究、醫(yī)療康復(fù)、教育娛樂、人工智能等方面，結(jié)合腦機(jī)接口技術(shù)，開發(fā)出能夠模擬人類思維和行為的人工智能系統(tǒng)，擁有多項(xiàng)核心技術(shù)和專利，具有諸多成果、并獲得了行業(yè)的廣泛認(rèn)可。公司先后與多家國內(nèi)外知名企業(yè)、高校和科研機(jī)構(gòu)建立了戰(zhàn)略合作關(guān)系。26資料：公開資料整理，浙商證券研究所04

企業(yè)概覽：海外公司?

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