電子發(fā)燒友網(wǎng)報道（文/李彎彎）近日，華為技術有限公司與天津大學公開一項名為“人機交互方法、人機交互裝置及存儲介質(zhì)”的新專利，也就是人們說的“腦機接口”技術。

從摘要信息來看，該技術提供一種人機交互方法，該方法包括：顯示人機界面，該人機界面包括可操作對象和視覺刺激區(qū)域；對該可操作對象執(zhí)行第一操作命令，其中，該第一操作命令根據(jù)第一信號確定，該第一信號為用戶注視第一區(qū)域產(chǎn)生的腦電信號，該第一區(qū)域為該視覺刺激區(qū)域周圍的多個區(qū)域中的區(qū)域，該用戶注視該多個區(qū)域中不同的區(qū)域產(chǎn)生不同的腦電信號，該不同的腦電信號指示執(zhí)行與該可操作對象相關的不同的操作命令。

此技術能夠使用戶無需直視視覺刺激且快速下發(fā)不同的操作命令，提高用戶體驗。

腦機接口技術應用前景

大腦是人類思想、情感、感知、行動和記憶的源泉，大腦的復雜性賦予人類智慧。近年來，研究大腦認知的神經(jīng)科學已經(jīng)在分子細胞、關鍵元器件、軟硬件開發(fā)、應用系統(tǒng)、儀器儀表等多方面取得進展和突破，這使得腦機接口產(chǎn)業(yè)的商業(yè)應用逐漸成為可能。

腦機接口是指在人或動物的腦與具有處理或計算能力的設備之間，創(chuàng)建用于信息交換的連接通路，實現(xiàn)信息交換及控制。按照信號采集方式不同，腦機接口主要分為植入和非植入兩種技術路線。

植入式腦機接口是有創(chuàng)方式，是指對深入到顱骨以下的組織進行信號采集和記錄。常見技術手段包括皮層腦電圖、單個神經(jīng)元的動作電位和局部場電位。也有技術以介入為手段，以創(chuàng)傷性較小的方式將電極送入顱內(nèi)血管來采集腦電信號。

植入式腦機接口記錄的信號時空分辨率高、信息量大，能夠?qū)碗s任務進行實時、精確控制，主要應用在醫(yī)療領域，最有可能率先落地并帶來市場收益的是神經(jīng)替代、神經(jīng)調(diào)控相關技術和產(chǎn)品。其中，神經(jīng)替代腦機接口技術國內(nèi)外都已經(jīng)進入科研臨床階段，主要針對感覺和/或運動神經(jīng)損傷人員（如癱瘓、失語和失明患者）做基本功能替代或功能重建。

非植入式腦機接口采用無創(chuàng)采集技術在頭皮表面或附近采集大腦響應信號。常用技術手段包括腦電圖、功能近紅外光譜、腦磁圖、功能核磁共振成像。非植入式腦機接口由于安全無創(chuàng)，因此得到了廣泛的研究與產(chǎn)業(yè)應用，但受限于在腦外采集信號的強度與噪聲干擾，目前可實現(xiàn)的腦機交互性能有限。

非植入式腦機接口技術可應用在更廣泛的生活生產(chǎn)領域，正逐步在康復訓練、教育娛樂、智能生活、生產(chǎn)制造等領域?qū)崿F(xiàn)應用。產(chǎn)業(yè)界在非植入腦機接口領域普遍重視面向產(chǎn)業(yè)和消費領域的研究，配合虛擬現(xiàn)實、增強現(xiàn)實、眼動儀、外骨骼等外設，利用非植入式腦機接口系統(tǒng)開展多場景應用探索。

總結來說，腦機接口在醫(yī)療領域，教育娛樂、智能生活、生產(chǎn)制造，以及目前備受關注的元宇宙領域都將有很好的應用。未來隨著應用逐步拓展，腦機接口的市場規(guī)模將會不斷提升。據(jù)麥肯錫報告，預計2030-2040期間腦機接口相關市場規(guī)模將可達700億到2000億美元。
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腦機接口技術進展和挑戰(zhàn)

面對廣闊的應用前景，國內(nèi)外諸多企業(yè)已經(jīng)入局該領域，包括IBM、高通、Facebook等傳統(tǒng)科技企業(yè)，以及眾多初創(chuàng)公司，包括國外的Neuralink、Blackrock Neurotech、Synchron等，以及國內(nèi)的科大訊飛、三七互娛、BrainCo、博?？?、NeuraMatrix、腦陸科技等。

目前多家企業(yè)已經(jīng)取得一定進展。NeuraLink是由包括馬斯克在內(nèi)的八位創(chuàng)始人于2016年創(chuàng)立的公司，其開發(fā)的腦機接口設備于2020年7月獲得了FDA的突破性設備認定，2021年獲得許可進行人體實驗。這款設備類似一枚硬幣，將在頭骨上制造一個直徑約一英寸的洞，連電池、藍牙、導電充電器和電極一起植入大腦的運動皮層。

Synchron被稱為“支架”的設備可以插入大腦，而不會穿透頭骨或損傷人體組織。醫(yī)生可以在病人的頸部做一個切口，通過頸靜脈導管將支架送入位于運動皮層內(nèi)的血管。今年7月，紐約西奈山醫(yī)療中心的醫(yī)生將一個由電線和電極組成的1.5英寸長的植入物插入一名ALS（肌萎縮性側索硬化癥）患者的腦部血管。這是Synchron在美國進行的第一次手術。

Blackrock Neurotech的技術涵蓋材料、可植入電子產(chǎn)品、小型化、系統(tǒng)集成和監(jiān)管等。2021年該公司宣布其開創(chuàng)性腦機接口設備MoveAgain已被FDA授予突破性設備。該設備可以讓無法移動的患者只需通過思考即可控制鼠標光標、鍵盤、移動設備/平板電腦、輪椅或假肢。

今年6月，我國自主研發(fā)的國內(nèi)首款介入式腦機接口在北京成功完成動物試驗。該試驗的介入式腦機接口由南開大學人工智能學院教授段峰團隊牽頭，與上海心瑋醫(yī)療科技股份有限公司聯(lián)合研發(fā)。該試驗突破了介入式腦電電極、血管內(nèi)腦電采集等核心技術，完成了支架、導管等神經(jīng)介入器械產(chǎn)品研制，解決了傳統(tǒng)侵入式腦機接口對腦區(qū)造成不可逆損傷的弊端。

腦機接口已經(jīng)成全球科技前沿熱點，在面向未來的科技創(chuàng)新發(fā)展中占有重要地位。然而腦機接口的產(chǎn)業(yè)鏈也很復雜，其中很多環(huán)節(jié)仍然面臨諸多挑戰(zhàn)。

比如采集芯片，其微型化設計是植入式腦機接口系統(tǒng)核心挑戰(zhàn)之一。針對各項問題，國內(nèi)外許多團隊也提出了各自的解決方案，比如，針對芯片微型化的問題，放大器與DAC結合的數(shù)字-模擬混合反饋技術可大幅縮小采集芯片的片上面積。比如對于采集芯片的超低功耗需求，有團隊設計了基于反相器結構的超低壓展波放大器，非常適合植入式場景。

小結

華為向來注重在先進技術方面的投入，腦機接口作為前沿技術熱點，自然也是其研究的重點領域之一。不僅僅是華為，眾多科技企業(yè)都在加強對腦機接口的布局。很明顯，當前正是腦機接口從科學研究到產(chǎn)業(yè)落地的關鍵時期，接下來隨著眾多巨頭企業(yè)的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化推進，腦機接口技術將會逐步實現(xiàn)應用落地，腦機接口的市場規(guī)模也將隨著不斷擴大。