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在電影《阿凡達》的奇妙設定里，人類憑藉腦機介面這一前沿技術，將自身意識銜接到阿凡達軀體之中，在那神秘未知的星球上自由穿梭，開啟奇妙的探索之旅。如今這一科幻場景正逐步走向現實，並在醫療、康復、人機交互等方面展現出巨大潛力。
腦機介面集成了神經學、腦學、新材料、人工智慧和信息技術等先進技術，成為未來產業中的高地產業，對社會產業變革、人類生命健康和全球競爭產生顛覆性的影響。
應用場景不斷拓寬
腦機介面作為連接大腦與外部設備的關鍵技術，可實現大腦信號的讀取、解碼與指令轉化。其應用場景廣泛，橫跨醫療健康、娛樂、教育、智能家居等多個行業，展現出極為廣闊的發展前景。
在市場增長的驅動因素方面，醫療是腦機介面當前主要產業化方向。消費級應用市場也在逐漸打開，如在娛樂、教育、智能家居等領域，腦機介面技術為用戶帶來全新的體驗和交互方式。
隨著技術的不斷進步，應用領域也在不斷拓展。全國政協委員、天津大學副校長明東認為，腦機介面技術未來可以與DeepSeek結合，推動腦機介面在人機交互方面的應用場景創新。
今年兩會期間，天津大學神經工程團隊介紹了最新科研成果——全球首個「片上腦機」介面智能交互系統。「片上腦機」是在電極晶元上培養出來的「類腦組織」，是腦機介面領域的一個重要新興分支。科學家們認為，未來「片上腦機」介面將對混合智能、類腦計算等前沿科技的發展起到革命性的推動作用。
市場前景光明燦爛
腦機介面的研究開始於20世紀70年代。進入21世紀，隨著半導體等電子信息技術發展，落地應用場景不斷拓展，各國爭先搶佔行業技術高地。目前，全球腦機介面產業正處於攻堅突破期。
據Grand View Research數據顯示，全球腦機介面市場規模2019年為12億美元，2023年達到了19.8億美元，2024年預計能達到24.8億美元，同比增長25.25%。
根據腦信號採集時電極植入大腦的位置，腦機介面主要分為三類：非侵入式、半侵入式和侵入式。美國在腦機介面的理論、方法和實踐方面處於全球領先地位，其以侵入式和半侵入式為主，中國以非侵入式為主，形成差異化競爭。中國非侵入式腦機技術引領全球，今年2月，天津大學和清華大學合作研發「雙環路」腦機介面系統，突破傳統操控限制，佔據全球領先地位。
賽迪顧問的數據顯示，2024年我國腦機介面市場規模為32.03億元，未來3年市場規模年均增長率可達20%以上，預計到2027年將達到55.75億元。
政策東風起 產業騰飛時
2013年以來，美國、歐盟、日本均在戰略層面對腦機介面進行布局，帶動了產業發展。美國啟動「大腦研究計劃」，歐盟發起「人類腦計劃」，日本制定Brain/MINDS計劃。我國雖研究起步較晚，但作為新質生產力的代表之一，近年來政策支持力度不斷加碼。
2015年就已出現了諸多支持性政策，近兩年已經將此技術上升為國家戰略。2016年中國「十三五」規劃綱要將「腦科學與類腦研究」確定為我國重大科技創新項目。
「十四五」期間，政策著力促進腦科學產業落地，2023年、2024年以來，腦機介面被工業和信息化部列入未來產業，提出開展腦機介面標準化路線圖研究。值得注意的是，腦機介面產業聯盟「2025年標準化工作專題會」即將於3月7日召開，本次會議根據工信部2024標準化課題——「腦機介面標準化戰略與實施路徑」的工作部署，深度調研企業的標準化需求，凝練形成「腦機介面標準化路線圖」，並計劃於2025年中關村論壇正式發布。
根據規劃，我國腦機介面產業預計在2030年取得產品和技術的突破，在腦機融合、類腦晶元、大腦計算神經模型等關鍵技術和核心器件方面獲得突破，研製一批醫用安全的腦機介面產品。
近年來，北京、上海、深圳、天津、湖南等多地在地方政府工作報告中提出布局腦機介面產業，進一步推動行業快速發展。今年伊始，北京、上海就發布了腦機介面產業五年行動方案。
另外，產學研一體加速推進。華為在2024年10月公布了一項新的專利——「控制刺激器的方法、刺激器、腦機介面系統和晶元」。近日，華為與天津大學聯合公開了一項名為「人機交互方法、人機交互裝置及存儲介質」的新專利。業內普遍預計，這項技術有望率先應用於華為的智能駕駛領域。
截至2024年底，我國腦機介面產業累計發明和實用新型專利數量超2000項，歷年申請數量呈波動上升的態勢。中國工程院院士顧曉松表示，中國是開展腦機介面科研項目最多的國家之一，科研產出規模大且增速快，中國企業發明專利申請佔比超過全球一半。
目前，國內腦機介面正處於由基礎研究向臨床應用轉化的重要階段。3月3日，全球首批第4例通過腦機介面讓癱瘓者重新行走的臨床概念驗證手術在復旦大學附屬華山醫院成功實施。
近日，杭州暖芯迦公司宣布完成視覺腦機介面實驗，成功在食蟹猴身上植入暖芯迦高解析度視覺腦機介面，為全球失明患者帶來前所未有的視覺功能改善。這也是近年來全球視覺腦機介面領域最重大的進展之一。
2024年11月，博睿康與清華大學洪波教授團隊合作研發的腦機介面產品NEO完成了全國第三例臨床植入手術，2025年計劃在全國約10個中心為脊髓損傷患者開展30—50例腦機介面植入手術。
「杭州六小龍」之一的強腦科技的主要成果包括智能仿生手、機器人遙控方法等。2022年間，其研發的智能仿生手拿到了FDA認證。
不少上市公司也涉足腦機介面領域。全國人大代表、高德紅外董事長黃立接受媒體採訪時表示，其研發團隊和武漢協和醫院合作完成首個全國產高通道腦機介面臨床測試，目前高德紅外團隊已研發出65000通道、雙向腦機介面晶元。科大訊飛、誠益通、三博腦科、愛朋醫療、創新醫療、力合科創等公司在腦機介面領域均有布局，並取得了一定進展。
從我國目前產業發展趨勢來看，有兩點值得關註：
一是腦機介面產業區域、企業競爭馬太效應將進一步凸顯。目前國內腦機介面企業和研發成果主要集中在京津冀、長三角和珠三角地區，北京、上海和深圳已形成聚集效應，同時國內已有企業進入臨床階段，先發企業將佔據較大市場份額，預計未來行業馬太效應將持續顯現。
二是非侵入式技術加速商業化融合應用。相較於侵入式技術，非侵入式路徑不會產生免疫排斥反應，大眾接受度更高、應用場景更加廣闊，預計未來非侵入式技術在包括商業娛樂、數字孿生、教育和航天軍工等領域的商業化融合應用也將成為行業重要方向。
腦機介面技術產業化應用挑戰
從行業前景來看，腦機介面設備的規模化和商業化將顛覆產業形態，人類或將開創下一代人機交互系統。通過腦電信號直接操控設備，將取代鍵盤、滑鼠甚至觸摸屏等傳統交互方式，實現意識驅動形成「人—機」直連通道。
雖然腦機介面前景美好，但目前來看，仍然在產業化應用方面存在挑戰。技術上，腦信號的採集和解碼仍是突破的主要方向。產業化也面臨諸多挑戰，如倫理與道德、信息安全和隱私泄露及投入成本。腦機介面產品從研發到上市，估算投資金額在數億元，投資周期在3至10年。目前，強腦科技已完成約3億美元融資並投入研發。
隨著技術發展，腦機介面的應用可能會徹底改變我們與外部世界的互動方式，進一步模糊人類和機器之間的界限。然而，這也將伴隨著一系列複雜的倫理、隱私和社會問題。
正如天津大學副校長明東所言，如何確保腦機介面的公平性、安全性與普遍性，如何平衡技術創新與潛在風險，將是人類社會面臨的共同課題。
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責編：林麗峰
校對：趙燕
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