科技行业数字科技前沿产业研究系列（一）：脑机技术人机交互的新通路-221204（31页）.pdf

1、脑机技术：人机交互的新通路2022年12月04日数字科技前沿产业研究系列（一）行业专题姓名：朱峰（分析师）邮箱：电话：021-38676284证书编号：S0880522030002姓名：鲍雁辛（分析师）邮箱：电话：0755-23976830证书编号：S0880513070005 诚信 责任 亲和 专业 创新2请参阅附注免责声明脑机技术：人机交互的新通路数字科技前沿产业研究系列（一）摘要01脑机是通过采集生物电信号识别解读并驱动外部设备的技术，主要有侵入式、半侵入式和非侵入式三种形式脑机是依托高性能的生物电信号采集装备和计算机算法，实时记录脑电波，再通过一定的技术手段对采集到的脑电波进行解读，最

2、后利用计算机语言将其转换成控制语言或命令以驱动外部设备，是人和外部设备间的全新通讯通路。基于接入的脑部位置脑机技术分为侵入式、半侵入式和非侵入式三种。侵入式采集信号最稳定但创伤最大，非侵入式危险性最低、技术成熟、成本较低但信号稳定性最弱，半侵入式则介于前两者之间。02当前脑机技术应用主要集中在医疗领域，逐步渗透至娱乐、军事等新领域脑机技术主要提供监测、替代、改善/恢复、增强和补充五大功能。当前脑机的应用主要以医疗领域为主，如帮助完成对陷入深度昏迷等微小意识状态的患者、存在视/听觉障碍的患者人体神经系统状态的实时监控与测量；帮助因损伤或疾病而丧失某种功能的患者如脊髓侧索硬化症患者、重症肌无力患者

3、、丧失说话能力的人沟通等。随着脑机技术的发展，如元宇宙等娱乐、智能家居、军事等领域有望逐步实现脑机技术的应用，脑机成为人机交互的重要形式之一。03脑机已进入技术深度和应用广度快速发展的快速发展期，但仍存技术难点脑机技术概念在1970年代被首次提出，进入21世纪后新型的脑机接口实验范式相继涌现，如听觉、言语、情感、以及混合脑机接口，技术向多元化发展、应用范围逐步拓宽，脑机技术迎来快速发展期。美国作为脑机技术先驱者，在侵入式脑机和非侵入式脑机领域都处于技术领先，已诞生如Neuralink等龙头公司。但当前脑机技术仍存在如何理解神经元的输出、如何实现向人脑的输入、缺乏脑机性能的科学评价体系等难点需要

4、攻克。04政策支持与客观国情背景下，脑机技术在国内存在发展前景自2016年提出脑计划以来，我国政府不断明确脑机智能具有的战略意义，并指出脑机接口作为脑机智能关键技术的核心地位。上海、北京、杭州等城市不断推出脑机技术发展规划和支持政策，并着重关注脑机技术的高校合作、产研结合。从社会层面看，我国将在未来逐步进入老龄化社会，将形成数量庞大的老年人群，而神经系统疾病患者多集中于老年群体，医疗领域的脑机应用或将在我国迎来可观发展空间。05风险提示（1）脑机市场增长不及预期风险；（2）伦理道德与法规风险；（3）上游脑科学研究不及预期风险。4XhVaXoWnUiYnPoMsQ9PaOaQpNoOmOmOlO

5、nMoMlOnNpR8OmMwPNZnMtQMYtRrM3诚信 责任 亲和 专业 创新请参阅附注免责声明脑机技术：人机交互的新通路数字科技前沿产业研究系列（一）目录/CONTENTS脑机技术路径梳理及下游应用01脑机技术发展历史及全球发展情况02脑机技术发展难点和未来展望03风险提示04 4诚信 责任 亲和 专业 创新请参阅附注免责声明脑机技术：人机交互的新通路数字科技前沿产业研究系列（一）脑机技术路径梳理及下游应用01脑机技术分类及其优劣势比较1.2/脑机是人和外部设备间的全新通讯通路1.1/脑机提供多种功能，下游应用领域覆盖较广1.3/诚信 责任 亲和 专业 创新5请参阅附注免责声明脑机技

6、术：人机交互的新通路数字科技前沿产业研究系列（一）1、信号采集预处理特征提取特征翻译外设4、神经反馈2、脑信号处理与解码“脑机接口”=“脑”+“机”+“接口”，即在人或动物脑（或者脑细胞的培养物）与外部设备间创建的用于信息交换的、不依赖于常规大脑信息输出通路的连接通路。脑机系统借助人脑电信号采集设备实时记录脑电波，并利用计算机算法或其他技术手段对采集到的脑电波进行解读，再通过计算机语言将解读的脑电波信息转换成控制语言或命令，以此驱动外部设备。脑机接口系统主要包括四个组成部分：信号采集部分、信号处理部分、控制设备部分和神经反馈部分。脑信号处理与解码分为预处理、特征提取和特征翻译三个子过程。控制接