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文檔簡介
醫療器械專題之腦機接口——中國腦機接口行業現狀與展望分析師:譚國超
(S0010521120002)
郵箱:tangc@分析師:錢琨(SO010524110002)
郵箱:qiankun@hazq.com2025年3月3日
華安證券研究所華歲證券
證券研究報告HUAANSECURITIES■政策引導+技術突破,全球腦機接口產業進入高速發展階段,中國非侵入式腦機接口技術全球領先。腦機接口正進入爆發式增長
階段,根據前瞻產業研究院預測,2023年全球市場規模達19.8億美元,預計2028年將突破60億美元,五年復合年增長率25.22%。中
國起步較晚,但政策支持力度顯著:2024年工信部將其列為“十大標志性未來產業”,北京、上海等地提出2030年實現核心技術自
主可控及臨床應用目標。中國圍繞非侵入式腦機接口方向,實現彎道超車,首創實現“雙環路”腦機交互系統,打破了傳統腦機
接口的信息交互,并極大突破了操控時間的限制,該技術突破使得中國在非侵入式腦機接口領域處于全球領先地位。醫療健康領域商業化進程領先,多場景應用潛力逐步釋放。醫療健康是當前腦機接口最成熟的賽道,覆蓋神經疾病診斷、康復治
療及功能替代。例如,侵入式技術已幫助癱瘓患者實現意念控制機械臂,中國清華大學與宣武醫院合作的半侵入式接口臨床試驗
取得突破。根據麥肯錫的測算,全球腦機接口在嚴肅醫療應用潛在規模在150億-850億美元,消費醫療應用潛在規模在250億-600億
美元。除醫療外,技術正向教育、娛樂、軍事等領域滲透:非侵入式設備在VR
游戲中的意念交互、教育中的注意力監測等應用已
進入試點階段。長期看,腦機接口或成為元宇宙的核心交互入口,驅動智能家居、無人駕駛等場景革新。技術路線分化與產業鏈整合并行,基礎研究與產品性能仍需突破。技術路徑上,美國以侵入式(Neuralink)和
半
侵
入
式(Synchron)
為主,中國以非侵入式
(BrainCo)
為主,形成差異化競爭。我國腦機接口行業面臨的核心挑戰包括,
1)基礎學科限制
語言的腦
電解碼面臨挑戰,由機到腦的傳輸缺乏理論支持;2)技術瓶頸與產業鏈短板:
技術瓶頸包括信號穩定性(非侵入式)、創傷風險
(侵入式)、解碼算法效率等,產業鏈短板主要是上游高精度傳感器、專用芯片依賴進口,中游設備商與下游場景協同不足;3)倫理與監管風險:
數據隱私、黑客攻擊、意念控制等安全問題,社會公平性(如“腦際鴻溝”)可能引發爭議,我國近期雖出臺
數據安全標準,但全球統一監管框架尚未建立。■相關海外企業:NeuraLink,Synchron,BlackrockNeurotech,Paradromics,Neurabale,Kernel,BrainGate,NeuroPace等,■相關國內企業:強腦科技(BrainCo),博睿康,寧矩科技,腦虎科技,階梯醫療,優腦銀河,腦陸科技,柔靈科技等;■
相關上市公司
(醫藥生物板塊):三博腦科,創新醫療,愛朋醫療,偉思醫療,翔宇醫療,復旦復華,邁普醫學。核心觀點:創智匯德整理,僅供學習參考華安證券HUAANSECURITIES華安研究
·拓展投資價值華安證券研究所敬請參閱末頁重要聲明及評級說2證券研究報告1
腦機接口的定義與分類2
腦機接口市場分析3
腦機接口的核心技術與挑戰4
腦機接口的產業趨勢預判5
上市公司梳理6
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·拓展投資價值目錄創智匯德整理,僅供學習參考華安證券研究所敬請參閱末頁重要聲明及評級說3證券研究報告1
腦機接口的定義與分類2
腦機接口市場分析3腦機接口的核心技術與挑戰4腦機接口的產業趨勢預判5上市公司梳理6
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·拓展投資價值創智匯德整理,僅供學習參考華安證券研究所敬請參閱末頁重要聲明及評級說4證券研究報告類別描述特點侵入式腦機接口通過手術將電極植入大腦皮層或大腦內部優點:信號質量高、精確性好,能直接記錄大腦內
部神經元活動,提供高分辨率信號。缺點:手術風險大,可能引發感染、出血等并發癥;
長期使用可能導致免疫反應或組織損傷。半侵入式腦機接口通過手術將電
極植入顱骨下方,貼合硬腦
膜,但未直接穿透大腦皮層優點:信號質量優于非侵入式,手術風險相對較小,避免直接穿透大腦皮層。缺點:仍需開顱手術,對患者身體和心理有一定影
響;電極與大腦組織接觸可能引起免疫反應或組織
損傷。非侵入式腦機接口電極放置在頭皮上,無需手
術優點:操作簡單、成本低廉、風險小,適用于廣泛
人群和場景。缺點:信號質量受頭皮、頭發等因素干擾,空間和時間分辨率受限;但隨著技術進步,應用前景廣闊。wywwwwMwwww腦信號采集
腦信號特征提取智能控制
接口系統神經反饋神經調控
智能機器■
腦機接口是一種軟件和硬件結合的通訊系統,是神經科學和科技的融合。腦機接口可以將大腦(人或動物)與外部設備
連接起來,通過使用腦電活動產生的控制信號與周圍環境互動,無需外周神經和肌肉的參與。■
根據腦機接口與大腦的相互作用方式,可將腦機接口分為:侵入式、半侵入式和非侵入式三大類。華安證券HUAAN
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·拓展投資價值1.1腦機接口:
一種將大腦與外部設備連接的通訊系統敬請參閱末頁重要聲明及評級說
,
華安證券研究所皮白咨料夾·
《腦機學習參考商產業研窮院供中僅書》創智匯德整理六萬袖經調坨前沿講屬證券研究報告5三種不同類別腦機接口的比較腦機接口系統組成腦活動模式識別與
機器學習建模■
腦機接口的發展主要分為:學術探索、科學論證和應用實驗三個階段。■
1)學術探索階段,主要在20世紀20年代至70年代,1924年腦電波首次被記錄,為后續腦機接口的研究奠定了基礎;2)科
學論證階段,主要在20世紀70年代至2000年,1973年腦機接口的概念正式被提出,1988年John
Donoghue教授帶領團隊發明可將人腦與電腦芯片連接的技術,1998年PR
Kennedy
和
RA
Bakay
完成了首個腦機接口植入,是侵入式腦機接口研究的
突破;3)應用實驗階段,主要從2000年至今,腦機接口的各種應用被陸續開發,2004年,在巴西世界杯上,
一位截肢殘
疾者通過腦機接口和機械外骨骼開球,2020年,我國浙江大學完成中國首例植入式腦機接口臨床研究。華安證券HUAAN
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·拓展投資價值1875年,通過將檢流計應用于兔子和猴子的灰質(大腦最外層),觀察到了電流的存在比利時學者JacquesVidal首次
正式提出“腦機接口”概念腦機接口發展關鍵里程碑PRKennedy和
RABakay
完成了首個腦機接口植入。1.2腦機接口發展歷程:2020年以來,腦機接口應用逐步增多中國航天科工集團腦機一體高位截癱青年在巴西世界杯
化創新中心在國際智能產業
中,憑借腦機接口的幫助首
博覽會上展示了腦機接口的開一球
應用與發展趨勢2014
2020
2024頭豹研究院、創業邦、《Medicine
in
Novel
Technology
and
Devices》、天津日報、華安證券研究所華安證券研究所資料來源敬請參閱末頁重要聲明及評級說匹茲堡大學利用腦機接口技術讓猴子能操縱機械臂進行自我投食,標志著生物大腦可直接與外部設備連接JohnDonoghue教授帶領團隊發明可將人腦與電腦芯片連接的技術
。創智匯德整理,僅供學習參考1875
1924
1973
198819982008腦機接口技術的發展
起點,首次記錄到腦
電波,腦電圖被發明浙江大學完成中國首例植入
式腦機接口臨床研究6證券研究報告1
腦機接口的定義與分類2
腦機接口市場分析3腦機接口的核心技術與挑戰4腦機接口的產業趨勢預判5上市公司梳理6
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·拓展投資價值創智匯德整理,僅供學習參考華安證券研究所敬請參閱末頁重要聲明及評級說7證券研究報告■全球腦機接口市場規模快速增長,
據GrandViewResearch數據表明,全球腦機接口市場規模2019年為12億美元,增長至2023年達到了19.8億美元,預計2024年能達到24.8億美元,同比增長25.25%,同時腦機接口行業進入高速發展時期,根據前瞻產業研究院基于海外機構預測測算,2025-2029年全球腦機接口市場規模將以年復合增長率25.22%的速度,增長至76.3
億
美
元規模。■
中國腦機接口市場開始起步,根據量子位數據顯示2019年,中國腦機接口市場規模為10億元,據前瞻產業研究院測算,2022年,中國腦機接口市場規模為17.3億元,同比增長20.14%,維持穩步發展。全球腦機接口產業規模
中國腦機接口市場規模中國腦機接口市場規模(億元,左軸)14.414121210100.220.00%
20.00%0.19950.1992019
2020
2021
20222.1全球腦機接口市場快速增長,中國腦機市場接口開始起步資
料
夾
源
·CandViewRecearc
SM
Recearch
Drecedence
Recearch
Streoteoic
Marlzet
Recearch、敬請參閱末頁重要聲明及評級說
創智匯德整理,僅供學習參考—yoy(%,
右
軸
)76.325.25%24.811.67%13.411.94%1516.00%17.413.79%19.80.2015
V.30.20120.14%0.2005華發證券HUAANSECURITIES華安研究
·拓展投資價值9080-70-60-50-40-30-20-10-0-0.30.250.20.150.10.050華安證券研究所8201920202021
202220232024E2029E全球腦機接口產業規模(億美元,左軸)一
yoy(%,
右軸)86420+證券研究報告20┐181612■
中國腦機行業投融資在2022年達到高峰,據前瞻產業研究院數據表明,中國腦機接口投融資起步于2018年,2018年投融資金額為0.2億元,2019-2022年增長迅速,2022年達到7.88億元,同比增長60.16%,2023年后,受投融資環境影響,開始下滑,
維持在2億元左右規模。2.2投融資2022年達到高峰,行業回歸穩步發展敬請參閱末頁重要聲明及評級說
華安證券研究所中國腦機接口產業融資事件金額(左軸,億元)和事件數量(右軸,件)華安證券HUAANSECURITIES華安研究
·拓展投資價值腦機接口產業歷年新增企業數量(件)資料來源
·個杜子inconat
前瞻產業研窮院
華安證類研窮所9中國腦機接口產業融資金額(億元,左軸)腦機接口產業歷年新增企業數量(家)證券研究報告2.3腦機接口產業鏈:軟件與硬件相結合,上中下游協同發展■
腦機接口產業鏈主要涉及軟件和硬件兩部分。上游主要是腦機接口芯片和基礎數據庫和系統軟件、中游主要包括硬件設
備制造與軟件/算法開發、下游主要是腦機接口的應用。全球腦機接口產業規模腦機接口硬件設備:柔靈科技、品馳、念及科技等外部接收設備:仿生手(傲意科技、強腦科技)、
機器人
(Neuralink
、
清華大學)、頭環(回車科技
)
、VR/XR(Oculus)軟件/算法開發腦電采集平臺:云睿智能、中電云腦等數據庫及傳輸算法:視友科技、布潤科技等醫療健康:誠益通、翔宇醫療、創新醫療、三博腦科等商業娛樂:世紀華通、湯姆貓、盈趣科技公共事業:科大訊飛航天軍工工業及其它主芯片:德州儀器、意法半導體、Neuralink、
腦虎科技等BLE
芯片、傳感器:博通集成、泰凌微等基礎數據庫和系統軟件代表企業:華為、中興、騰訊等上游
中游
下游敬請參閱末頁重要聲明及評級說
華安證券研究所應用硬件設備制造腦機接口芯片華安證券HUAANSECURITIES華安研究
·拓展投資價值證券研究報告
10資料夾酒
·前瞻產業研窮院化安證類研窮所1
腦機接口的定義與分類2腦機接口市場分析3
腦機接口的核心技術與挑戰4腦機接口的產業趨勢預判5上市公司梳理6
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·
拓展投資價值創智匯德整理,僅供學習參考華安證券研究所敬請參閱末頁重要聲明及評級說證券研究報告11公司名稱國家專注領域采集技術
核心競爭力簡介NeuraLink美國腦科學應用和人
類智能侵入式埃隆
·馬斯克旗下公司、柔性電極
技術、植入式設備小型化、大規模
信號處理能力公司2020年將直徑23mm的芯片(LinkV0.9)植入了豬腦,并且實現了神經信號的讀取及寫入。2024年9月獲得FDA對"盲視技術"芯片的突破性設備認定,并計劃將植入費用降至約5000美元。自2023年獲批人體試驗后,Neuralink已逐步實現從
首位受試者(2024年1月)到第三位患者的連續突破。Synchron美國醫療健康微創式微創植入技術StentrodeTM、FDA臨床試驗進展快、與OpenAl合作公司核心產品StentrodeTM通過頸靜脈血管植入大腦運動皮層,無需開顱手術,直徑僅8毫米,極大降低了手術風險和術后
炎癥。該設備可無線傳輸腦電信號,幫助患者通過意念控制外部設備,如電腦或電子設備;Synchron是全球首家獲FDA批
準開展永久植入式腦機接口人體臨床試驗的公司,已完成10例患者植入手術。Blackrock
Neurotech美國醫療健康侵入式FDA認證、Utah
Array成為行業標
準、整合MindX自2004年起參與人體臨床試驗,產品已幫助患者恢復運動、語言等功能,以猶他電極技術聞名,擁有全球唯一獲FDA批準的皮層刺入式神經傳感器NeuroPort電極陣列。Paradromics美國醫療健康侵入式大規模神經信號處理技術、軍方合
作資源核心團隊來自斯坦福大學,開發了高帶寬、大規模并行神經元信號記錄技術,可同時記錄超過65,000個神經元通道信號,
遠超競爭對手(如Neuralink的900通道),實現高速、高數據率的人機交互,核心產品Connexus⑧直接數據接口已獲FDA突破性醫療器械認定,專為嚴重神經損傷患者設計。Neurabale美國醫療健康非侵入式AR/VR交互、軍方合作背景Neurable專注于開發非侵入式BCI技術,并將其集成到可穿戴設備中,以幫助用戶優化專注力、管理疲勞并提升工作效率。
其核心產品MW75Neuro智能耳機(與Master&Dynamic合作)結合了EEG腦電監測和Al分析技術,可實時追蹤腦波數據
,
準確率達90%。Kernel美國腦科學應用和人
類智能非侵入式TD-fNIRS技術、神經假體、AimLab合作研究一種同時測量和刺激許多神經元電脈沖的方法,用于抑郁癥或老年癡呆癥等疾病的臨床治療;產品主要應用于失去四
肢或其他身體功能失控的患者。2017年實現BCI字符輸入、控制自己的軀干和手吃飯;與Aim
Lab合作研究電競選手腦活
動差異,優化游戲訓練系統。BrainGate美國醫療健康侵入式無線腦機接口系統(BWD)、精準的信號解析、FDA人體試驗豁免由布朗大學等機構合作創立。他們的核心技術是植入微電極陣列,捕捉和解析神經信號,幫助殘障人士恢復溝通和運動能力。2024年,BrainGate進一步優化無線系統,臨床試驗顯示其信號傳輸與有線系統性能相當,參與者可實現高精度點擊與打字。NeuroPace美國醫療健康侵入式RNS系統、納斯達克上市公司一家專注于腦機接口技術的公司,成立于1997年,總部在美國加州,2021年在納斯達克上市(股票代碼NPCE),核心產
品是RNS系統,一種植入式神經刺激器,用于治療難治性癲癇。NeuroSky美國消費級腦機接口
產品非侵入式低成本便攜硬件、開放生態系統、
多領域應用NeuroSky成立于2004年,總部位于美國硅谷,是全球領先的非侵入式腦機接口技術公司;公司持續深耕消費電子與健康
領域,其生物傳感技術通過藍牙集成于移動機器人控制、神經反饋游戲等場景。Emotiv美國消費級腦機接口
產品非侵入式采用多通道EEG采集(14-32個傳感器)并支持無線連接、開放生態最先從教育領域切入,同時也涉足醫療及游戲領域,主要產品包括EPOC系列頭盔,如EPOC、EPOC+、Insight、EPOCFlex和EPOCX。Mindmaze瑞士醫療健康和游戲非侵入式整合神經信號解碼、運動分析、混
合現實和游戲化療法,獲3項FDA許可和4項CE認證MindMaze是一家成立于2012年的瑞士醫療科技公司,總部位于洛桑,專注于非侵入式腦機接口技術的研發,結合虛擬現實(VR)、增強現實(AR)、人工智能和神經科學,為神經系統疾病患者(如中風、創傷性腦損傷)提供康復解決方案。InteraXon加拿大消費級腦機接口
產品非侵入式消費級腦電波監測設備、用戶體驗
好InteraXon是一家成立于2007年的加拿大腦機接口公司,總部位于多倫多,專注于非侵入式技術路線。2024年InteraXon與
盈趣科技合作的頭戴式腦電波監測產品已在北美上市,并應用于天津大學腦機接口實訓課程。G.tec奧地利醫療健康高性能硬件與算法、實時數據分析能力G.tec是奧地利公司,成立于1999年,專注于腦機接口和神經技術產品。他們的核心技術是基于腦電波的非侵入式BCI,應用在醫療、科研和消費電子領域。3.1全球腦機接口競爭格局:美國企業在數量和進度上領先資料夾源
·
NeuroLinl等公司官網
化安證類研窮所(不宗全統計)敬請參閱末頁重要聲明及評級說
創智匯德整理,僅供學習參考華發證券HUAANSECURITIES華安研究
·拓展投資價值華安證券研究所12證券研究報告非侵入式公司名稱簡介強腦科技(BrainCo)成立于2015年,國內首家獲得FDA認證的非侵入式腦機接口產品,產品包括注意力監測頭環及提升系統,二代頭環產品(可穿戴腦電檢測設備)已實現10萬臺量產下線;智能仿生手,通過處理肌電神經電信號來實現動作控制,為殘疾人群提供康復、訓練等,在運動感知方面具有很強的仿生性;以及孤獨癥干預、正念冥想等產品和服務。博睿康(Neurac
le)成立于2011年,核心團隊來自于清華大學神經工程實驗室,當前主要有三個產品矩陣:科研級腦電采集與刺激設備,應用于生物醫學、心理學、神經科學等領域的科學研究,醫療級腦電設備,應用于癲癇、腦腫瘤、腦血管病等疾病的診斷與監護,微創植入腦機接口系統,應用于難治性癲癇治療、神經系統疾病康復等臨床場景。寧矩科技(NeuraMatrix)成立于2019年11月,清華大學電子系孵化,聚焦腦機接口材料、芯片與系統,其自研的腦機接口專用系統級芯片2021年已流片成功,128通道,面積約0.5cm2,集成采集刺激模塊、無線發射模塊,以及算法模塊,
一些參數指標(比如功耗、抗噪等)具有優勢。腦虎科技(Neuroxess)成立于2021年,由中科院上海微系統所研究員陶虎、前阿里巴巴本地生活副總裁彭雷聯合創立。在電極方面,腦虎科技發布了高通量柔性深部電極,利用蠶絲蛋白把電極柔軟的表面固化,讓電極的硬度介于血管和腦組織之間,以方便植入;植入完成后,蠶絲蛋白便會溶解,逐
漸恢復之前的柔軟,目前被驗證在體時間可超過12個月。階梯醫療(StairMed)成立于2021年8月,創始團隊來自中科院神經所,聚焦侵入式腦機接口研發,在超柔性微納電極方面積累深厚。通過微納技術,將電極做到
細胞尺寸,即一根頭發絲的1/300—1/200,以降低電極厚度和彎曲應力。其最新的工作中已實現最高2304通道信號記錄的無免疫瘢痕植入,空間采樣密度達1024通道/立方毫米,埋植超過300天以上,仍能穩定采集腦電波信號。優腦銀河(Neuralgalaxy)成立于2019年5月,基于個體精準腦功能圖譜技術,能夠識別腦功能圖譜中200多個功能區和疾病信號通路,進而對個體腦功能異常環路進行精準檢測和干預。目前優腦銀河已經在北京開設診所,針對抑郁癥、自閉癥、帕金森、失語、運動障礙、睡眠障礙等腦疾病提供干預服務腦陸科技(BrainUp)成立于2018年底,非侵入式腦機交互廠商,清華大學人工智能學院院長張鈸院士擔任公司首席科學家。目前在推廣的產品主要是SleepUp
醫療級睡眠儀,通過EEG腦電信號采集與Al技術,幫助用戶監測睡眠情況;并通過粉噪音和白噪音等節律聲波進行實施神經調控,實現助眠干預。柔靈科技(Flexolink)成立于2020年,專注非侵入式腦機接口在消費電子、醫療領域的應用,2021年8月完成數千萬元天使輪融資。目前主要有三款產品,尋找落
地應用的場景:腦電柔性睡眠貼片,用于睡眠監測和改善,肌電手環,靜態條件下可識別20種手勢,準確率達91%;寵物情緒監測可穿戴設備,采取多模態數據傳輸,采集寵物心電、體溫、呼吸等作為參數,反應寵物情緒變化。念通智能(ECon)成立于2016年,由上海交通大學孵化,目前針對腦卒中患者,開發了腦控外骨骼康復訓練系統,由腦電頭盔、外骨骼機械手組成,系統的
輔助下,患者即可通過自己的腦電波控制患側肢體進行主動康復訓練。應脈醫療成立于2020年4月,應脈醫療的非侵入式腦機接口,主要面向普通消費者,便捷腦電信號采集平臺,可實現16通道采樣率、高輸入阻抗,可
用于認知研究,意念打字,腦控設備等。華安證券HUAAN
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·拓展投資價值3.2中國腦機接口競爭格局:整體呈現醫療應用為主 資料夾酒
·36氛
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13華安證券研究所■
腦機接口的技術體系主要分為硬件層和軟件層。我們認為,腦機接口產業形成技術壁壘或造成技術瓶頸的主要有傳輸系
統、芯片和核心算法。■
傳輸系統:涉及腦電信號的采集。對于侵入式腦機接口設備,傳輸系統以電極的形式存在。傳輸系統對采集腦電信號的
噪比、信號質量都有一定要求。目前國內缺乏商業化的侵入式電極,而美國的研究更深、產業成熟度更高,例如Blackrock的NeuroPort
電極,以及后來的NeoruLink電極,國內研究團隊主要集中在非侵入式腦電采集并取得了較多進展。■
芯片:腦電信號預處理與分析。芯片是將腦電信號轉化為數字信號的芯片。芯片原材料依賴于國外供應商,例如硅晶圓主要由美國的GlobalFoundries和臺積電生產,金屬線材主要由美國的TE
Connectivity和日本的
FurukawaElectric等公司生產。■
核心算法:腦電信號深度分析與算法。核心算法是腦機接口實現“腦-機”高效交互的核心驅動力,算法對腦電信號的信
號處理和特征提取、意圖解碼與分類、提升系統性能和應用擴展有重要意義,直接影響技術應用的可行性與普及度。腦機接口軟件層腦電信號分析通信計算華安證券HUAAN
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華安研究
·拓展投資價值3.3腦機接口的核心技術與壁壘:傳輸、芯片、算法敬請參閱末頁重要聲明及評級說
供學習參考
華安證券研究所窮咨料夾酒
·腦機僅所整安證德華智匯行業圖逆創培口核心材料和器
件腦電信號采集設備腦電信號處理設備證券研究報告硬件層安全隱私核心算法14芯片電源電極
存在安全倫理挑戰
人腦在現階段可以被視為最安全的生物信息智能處理
系統,具備不可替代性。腦機接口技術的應用可能會
涉及到一系列的安全和倫理問題,并破壞隱私性,如
黑客攻擊、意念控制、數據竊取等安全問題,以及人
性問題、倫理問題、審查問題等。腦機接口的成熟也
可能導致人與機器、精神世界與物質世界邊界更模糊。華安證券HUAAN
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華安研究
·拓展投資價值學界對大腦反饋刺激和大腦工作機制的神經學研究依然
十分有限。腦機接口技術的研究尚處在解決“從腦到機”
方向的輸出和控制問題,雖然效率和準確率很低,但在
未來5-10年仍有優化潛力。研究“從機到腦”的問題難度
更大,原因是目前神經科學相對于神經編碼的具體方式還處于未知狀態,“從機到腦”幾乎是無從下手的階段。目前,腦機接口的發展階段還處在實驗室展示以及醫療
康復用途,娛樂、教育等腦機接口產品距離大規模商業
化仍然有著一定距離。例如,如何降低成本打造大眾消
費級腦機接口產品,如何連接手機、耳機、VR/AR
眼鏡等電子設備互通互聯,從而突顯腦機接口作為消費級
產品的必要性。3.4腦機接口的技術瓶頸和挑戰:處于技術早期階段腦機接口技術是一個跨學科的研究領域,需要多個學
科的支持和協同合作。為此,需要加強不同領域之間
的交流和合作,建立起一個開放的平臺,促進各方面
的資源整合和知識共享。同時,還需要提高不同學科
專家的綜合素質,加強對多學科知識的了解和掌握,
從而實現跨學科合作的無縫對接。敬請參閱末頁重要聲明及評級說德整理,僅供學習參考
華安證券研究所咨料夾酒
·
華安創智匯證類研窮所難以商業化和規模化學界基礎研究不足業界跨學科復雜性證券研究報告151
腦機接口的定義與分類2
腦機接口市場分析3腦機接口的核心技術與挑戰4腦機接口的產業趨勢預判5上市公司梳理6
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·
拓展投資價值創智匯德整理,僅供學習參考證券研究報告
16華安證券研究所敬請參閱末頁重要聲明及評級說4.1腦科學和類腦研究是國策,呈現“一體兩翼”布局■
腦科學研究已經被提升至國家戰略。我國的腦科學和類腦研究已經被提升為國家戰略,中國腦計劃自2016年啟動,包括
探索大腦秘密和攻克大腦疾病的腦科學研究以及建立并發展人工智能技術的類腦研究兩個方向。在2017年《“十三五”
國家基礎研究專項規劃》中,腦與認知、腦機智能和腦的健康被明確提出作為核心問題;在十四五規劃和2035年遠景目
標綱要中,人工智能和腦科學為國家戰略科技力量,其中類腦計算和腦機融合技術研發是重要領域之一,而腦機接口技
術是腦機智能融合技術的關鍵之一。■
我國腦機接口框架呈現“
一體兩翼”的布局。國家對腦機接口的布局設想可用“一體兩翼”來概括,其中以研究腦認知
的神經原理為“主體”,其中以繪制腦功能聯結圖譜為重點,而研發腦重大疾病診治新手段和腦機智能新技術為“兩翼”。中國腦計劃框架圖華安證券
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腦機培口行業圖逆化安證類研窮所創智匯德整理,僅供學習參考了解認知功能的
神經基礎開發大腦研究技術平臺證券研究報告
17華安證券研究所敬請參閱末頁重要聲明及評級說開發早期診斷/干預
腦部疾病的有效方法開發腦機智能技術時間發布機構文件名稱主要內容2016年3月國務院《“十三五”規劃綱要》將“腦科學與類腦研究”列為國家重大科技創新項目和工程,標志“中國腦計劃”啟動。2017年6月科技部等《“十三五”國家基礎研究專項規劃》提出腦與認知、腦機智能、腦健康三大核心問題,“一體兩翼”
的布局2020年8月發改委、科技部、工信部《國家新一代人工智能標準體系建設指南》規范人機交互系統,推動多模態交互技術發展。2020年12月科技部《長三角科技創新共同體建設發展規劃》聚焦腦機接口等重大基礎平臺建設。2023年8月工信部、科技部等《新產業標準化領航工程實施方案(2023-2035
年)》開展腦機接口標準化研究。2024年1月工信部、教育部等《關于推動未來產業創新發展的實施意見》突破腦機融合、類腦芯片等前沿技術。2024年2月科技部《腦機接口研究倫理指引》確保腦機接口研究的倫理規范和社會責任。2025年1月北京市科委、中關村管委
會、經信局《加快北京市腦機接口創新發展行動方案(2025-
2030年)》提出2027年前突破電極、芯片、算法等核心技術,2030年形成
產業生態,推動臨床試驗和商業化應用。2025年1月上海市政府《上海市腦機接口未來產業培育行動方案(2025-
2030年)》培育企業數量目標,加速技術轉化和產業鏈布局。2025年2月國家藥監局《采用腦機接口技術的醫療器械用于人工智能算
法的腦電數據集質量要求與評價方法》確立行業標準,推動腦機接口醫療器械規范化。■
各地方政府出臺相關政策大力支持腦科學與類腦研究的發展,上海和北京優先成立腦科學和類腦研究機構。我國的腦科
學和類腦研究已經被提升為國家戰略,中國腦計劃自2016年啟動,包括探索大腦秘密和攻克大腦疾病的腦科學研究以及
建立并發展人工智能技術的類腦研究兩個方向。2016年國務院《“十三五”規劃綱要》中提出,將“腦科學與類腦研究”
列為國家重大科技創新項目和工程,標志“中國腦計劃”啟動。在2017年《“十三五”國家基礎研究專項規劃》中,腦
與認知、腦機智能和腦的健康被明確提出作為核心問題。地方陸續出臺政策跟進,其中以北京和上海最快。華安證券HUAAN
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18國家文件內容美國《神經工程系統設計計劃》美國于2017年正式進入腦機接口領域;該計劃的目標是制造能夠連接一百萬個神經元的高保真度大腦植入芯片
NESD計劃將耗資6500萬美元,同時集結腦機接口領域最精干的研發力量。中國《關于推動未來產業創新發展的
實施意見》中國政府將腦機接口定義為未來產業,鼓勵腦機接口打造標志性產品。日本《腦/心機能利用技術推進戰略》日本政府制定的戰略,旨在推進腦科學研究和腦機接口等相關技術的發展。歐盟《人類大腦計劃(HumanBrainProject)》歐盟于2013年啟動的項目,旨在模擬人類大腦,推動神經科學和腦機接口等領域的研究。新加坡《智慧國家或地區計劃》以數字化技術為核心,支持包括腦機接口在內的神經技術研究與應用。新加坡科技研究局資助相關項目。加拿大《國家或地區科技與創新計劃》盡管未專門提及腦機接口,加拿大科學研究委員會(NSERC)支持神經工程和腦機接口技術的基礎研究。俄羅斯《國家或地區科技發展戰略》俄羅斯在《國家或地區科技發展戰略》文件中列舉的重點領域包括腦科學和神經技術,BCI技術被納入神經科學研究范疇,支持技術創新。以色列《國家或地區創新計劃》以色列將腦科學和人工智能結合,用于神經康復和軍事領域,支持腦機接口技術的開發和應用。沙特阿拉伯《Vision2030》沙特將腦科學研究納入未來產業發展,支持腦機接口技術在健康和康復領域的應用研究。印度《科學與工程研究優先計劃》印度科學與工業研究理事會(CSIR)支持腦科學和神經技術研究,包括腦機接口在內的多項前沿技術。■
主流國家高度重視腦機接口產業的發展,通過政策、資金和技術等多方面支持,搶占腦機接口行業高地。美國最早通過
奧巴馬提出了腦計劃項目的設想,在2017年正式通過DARPA
神經工程系統設計項目(NESD)進入腦機接口領域,民間
資本活躍,是推動腦機接口產業技術進步和應用落地最快的國家;中國將腦科學與類腦研究列為國家戰略科技力量,2024年出臺了《關于推動未來產業創新發展的實施意見》,將腦機接口設定為未來產業;歐盟、日韓等國家也均通過政
策引導和資金支持,加速腦機接口技術的創新與應用。4.3全球政策現狀:主流國家均支持或推動腦機接口產業發展華安證券HUAAN
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19華安證券研究所■
美國案例
:Neuralink專注于侵入式腦機接口技術的醫學應用。其核心目標是通過植入柔性電極和自主研發的高集成度芯
片,實現腦部信號的精準采集與解碼。目前,
Neuralink
已獲得美國FDA
批準開展人體臨床試驗,主要針對癱瘓患者和神
經系統疾病(如帕金森病、脊髓損傷)的康復治療。例如,其技術旨在幫助患者通過腦電信號直接控制外部智能設備
(如機械臂、電腦光標),從而恢復部分運動功能。此外,
Neuralink也在探索通過電刺激改善失明患者的視覺感知能力。■
中國案例:清華大學醫學院洪波教授團隊設計研發的無線微創植入腦機接口NEO
在宣武醫院成功完成首例臨床植入。首
例患者是一位車禍引起的頸椎處脊髓完全性損傷
(ASIA
評分A級),處于四肢癱瘓狀態已經14年。該系統采用無線微創
設計,體內機埋在顱骨內,電極覆蓋在硬膜外,不損傷大腦細胞,手術后10天患者出院回家。經過三個月的居家腦機接
口康復訓練,患者可以通過腦電活動驅動氣動手套,實現自主喝水等腦控功能,抓握解碼準確率超過90%。華安證券HUAAN
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·拓展投資價值4.4產業應用發展現狀:醫療應用為起點,未來不斷迭代完善創智匯德整理,僅供學習參考中國首例患者通過無線微創腦機接口實現腦控抓握證券研究報告
20美國Neuralink幫助患者用意念打游戲華安證券研究所敬請參閱末頁重要聲明及評級說資料夾酒
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上海腦虎科技完成國內首例漢語語言功能重建臨床試驗。2024年12月23日,腦虎科技聯合華山醫院神經外科吳勁松教授
團隊,開展國內首例高通量植入式柔性腦機接口實時合成漢語言臨床試驗。受試者通過植入公司自主研發的高通量柔性
腦機接口,手術過程僅幾分鐘,木后七天實現了142個常用漢語音節下71%的解碼準確率,且單字解碼時延小于100毫秒。■
與Neuralink技術路線相同,腦虎科技先一步同時實現運動解碼和實時漢語解碼。目前,
Neuralink實現了實時運動解碼,
此次臨床試驗成功讓腦虎科技成為目前行業內唯一同時實現實時運動解碼和實時漢語解碼的侵入式腦機接口企業。實時意念操控XessOS
系
統
實時漢語言解碼華安證券HUAAN
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·拓展投資價值4.5中國侵入式腦機接口實現追趕,意念實時合成漢語解碼Prompt:
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高
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21華安證券研究所敬請參閱末頁重要聲明及評級說資料夾酒
·腦慮科技官網化安證類研窮所■天
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。EvolutionaladaptationUpdateReal-timedecodingBrain-memristordecodertime
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Memristorintelligenceintelligence4.6中國非侵入式腦機技術引領全球,全球首次實現雙環路(a)
→
Brainpath→Machine
pathEffectorFeedback/stimulusDecisionsMemristor
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學
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窮
所創智匯德整理,僅供學習參考(a)
腦-憶阻器交互式更新框架;(b)
基于憶阻器腦電解碼的實時腦控無人機飛行華安證券HUAANSECURITIES華安研究
·拓展投資價值雙環路協同演進腦機接口框架華安證券研究所③Response②Feedback①Intention22敬請參閱末頁重要聲明及評級說timeBCIwithco-evolution證券研究報告PerformanceenhancementUpdates
for
newdecoderMemristorchipHuman
brain→
Hybrid
pathHuman
brain--6-d---ScreenSSVEPxn時代劃分腦機接口(廣義)溝通媒介信息主導權應用領域人機交互1.0(2000-2025年)電腦、手機鍵盤、鼠標和觸屏人腦為主已普及人機交互2.0(2025-2050年)手機、AR眼鏡觸屏、語音、圖像和
腦電進一步解碼腦電,依然人腦
為主康復醫療,腦部疾病治療,游
戲,教育,智能駕駛人機交互3.0(2050年+)AR眼鏡、電極/芯片腦電為主、圖像為輔強調算法對人腦的幫助,規
避人性弱點,人機共存Al代理、機器人代理,人類智
慧共同體,助力基礎學科突破人機交互終極形態腦機接口芯片腦電、腦紋人機共存,Al主導成為管家高精尖領域突破,顛覆原有生
產關系■
腦機接口設備的規模化和商業化將顛覆產業形態,開創下一代人機交互系統。隨著腦機接口的硬件設備不斷突破,核心算法持續迭代,通過腦電信號直接操控設備,將取代鍵盤、鼠標甚至觸摸屏等傳統交互方式,通過意識驅動形成“人-機”
直連通道。這種“去中介化”的人機交互系統的必然結果是,人類讓渡一部分權力交給機器/算法代理做決策。腦機接口技術有助于反哺各學科研究的進步,提升新質生產力的發展。1)生物醫學:腦機接口技術有利于更深入、直接
地了解大腦工作機制,例如運動控制、情緒調節和認知功能,并幫助開發治療神經疾病的新療法。2)
心理學:更加深入
理解注意力缺失/成癮機制/心理狀態研究等,幫助人類增強心理建設。3)人工智能和通訊技術:對于人腦的深入研究和
了解,也有助于人類在開發AI算法方面實現優化,同時改變傳統通訊技術方式,也為未來高速通訊提供新思路。在不同時代人機交互的主導權體現了科技的進步華安證券HUAAN
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·拓展投資價值4.7未來發展趨勢:顛覆產業形態,開創下一代人機交互系統
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