
隨著計算機技術、神經(jīng)科學、材料科學等多學科領域的迅猛發(fā)展,腦機接口技術取得了長足的進步,尤其是近年來,在人工智能算法的加持下,腦機接口在信號處理、模式識別等方面實現(xiàn)了關鍵突破,為其更廣泛的應用奠定了堅實基礎。
一、全球腦機接口市場規(guī)模與增長趨勢?
近年來,全球腦機接口市場呈現(xiàn)出顯著的增長態(tài)勢,其市場規(guī)模持續(xù)擴大,應用領域不斷拓展,技術創(chuàng)新也在不斷推動行業(yè)的發(fā)展。根據(jù)北京研精畢智信息咨詢的權威數(shù)據(jù)顯示,2019 年全球腦機接口市場規(guī)模為 12 億美元,到 2023 年增長至 19.8 億美元 ,年復合增長率達到 13.8%。預計到 2028 年,全球腦機接口市場規(guī)模將進一步攀升至 36 億美元 ,2023 - 2028 年期間的年復合增長率有望達到 12.2%。2019 - 2028 年全球腦機接口市場規(guī)模及預測(單位:億美元)如下:?
年份? |
市場規(guī)模? |
預測市場規(guī)模? |
2019 年? |
12? |
-? |
2020 年? |
14.3? |
-? |
2021 年? |
15? |
-? |
2022 年? |
17.4? |
-? |
2023 年? |
19.8? |
-? |
2024 年? |
24.8(預計)? |
-? |
2025 年? |
29.3(預計)? |
-? |
2026 年? |
32.6(預計)? |
-? |
2027 年? |
33(預計)? |
-? |
2028 年? |
36(預計)? |
-? |
這一增長趨勢背后的驅(qū)動因素是多方面的,在醫(yī)療領域,隨著全球老齡化程度的加劇,神經(jīng)系統(tǒng)疾?。ㄈ缗两鹕?、阿爾茨海默病等)和殘障群體的數(shù)量不斷增加,對腦機接口技術在康復治療、輔助生活等方面的需求也日益增長。腦機接口可以幫助癱瘓患者恢復運動功能,為神經(jīng)系統(tǒng)疾病患者提供更有效的治療手段,這使得醫(yī)療市場對腦機接口的需求持續(xù)上升。技術的不斷進步也是推動市場增長的重要因素。信號采集技術的改進,使得腦機接口能夠獲取更準確、更穩(wěn)定的大腦信號;信號處理和分析算法的優(yōu)化,提高了對大腦信號的解讀能力,從而提升了腦機接口系統(tǒng)的性能和可靠性。這些技術突破為腦機接口在更多領域的應用提供了可能,進一步拓展了市場空間。消費者對新型人機交互技術的興趣和需求也在推動腦機接口市場的發(fā)展。在娛樂、教育、智能家居等領域,腦機接口技術的應用為用戶帶來了全新的體驗和交互方式,滿足了消費者對高科技產(chǎn)品的追求。虛擬現(xiàn)實游戲中,玩家可以通過腦機接口實現(xiàn)更加自然、沉浸式的游戲體驗,這吸引了大量消費者的關注和參與,促進了腦機接口在娛樂市場的發(fā)展。?
二、主要市場參與者與競爭格局?
1、國際知名企業(yè)?
據(jù)研精畢智信息咨詢發(fā)布的研究報告顯示,國際上,眾多企業(yè)在腦機接口領域積極布局,展現(xiàn)出強大的技術實力和市場競爭力,其中 Neuralink 和 BrainGate 等企業(yè)備受矚目。?
Neuralink 成立于 2016 年,由特斯拉和 SpaceX 的創(chuàng)始人 Elon Musk 創(chuàng)辦。該公司致力于開發(fā)高帶寬的侵入式腦機接口技術,其目標是實現(xiàn)人類與人工智能的共生,使人類能夠跟上人工智能的發(fā)展步伐。Neuralink 的技術具有高度創(chuàng)新性,其研發(fā)的植入物能夠?qū)?1,024 根電極線植入到大腦的某塊區(qū)域,采集大腦活動的電信號,并通過無線傳輸?shù)姆绞綄⑿盘杺鲗У浇K端設備。2020 年,Neuralink 公布了硬幣大小、電池供電的 N1 芯片植入計劃,并展示了其成功采集了豬的大腦電生理信號。2021 年,Neuralink 通過柔性電極讓猴子實現(xiàn)意念玩電子游戲 ,這一成果引起了全球的廣泛關注,展示了其在腦機接口技術方面的領先地位。2024 年,Neuralink 完成首例人類大腦設備植入手術,術后患者能用大腦控制筆記本電腦打游戲 ,這一突破性進展進一步證明了其技術的可行性和潛力。然而,Neuralink 也面臨著一些挑戰(zhàn)和爭議,如動物實驗引發(fā)的倫理問題以及技術的長期安全性和穩(wěn)定性等。BrainGate 是另一家在腦機接口領域具有重要影響力的公司,其專注于侵入式腦機接口技術的研究和應用。BrainGate 的技術主要應用于醫(yī)療康復領域,旨在幫助癱瘓患者恢復運動和溝通能力。通過在患者大腦中植入電極,BrainGate 能夠采集大腦的神經(jīng)信號,并將其轉(zhuǎn)化為控制外部設備(如假肢、輪椅等)的指令。2023 年 8 月,BrainGate 研究合作的科學家在恢復因癱瘓而失去說話能力的人的言語方面達到了一個重要的里程碑,使用植入與語音相關的大腦皮層區(qū)域的傳感器可以準確地將 ALS 患者的大腦活動轉(zhuǎn)化為屏幕上的單詞 ,這一成果為語言功能受損的患者帶來了新的希望。BrainGate 在腦機接口技術的臨床應用方面積累了豐富的經(jīng)驗,其技術在醫(yī)療領域具有較高的認可度和應用價值。?
2、國內(nèi)企業(yè)與研究機構(gòu)?
在國內(nèi),腦機接口領域也涌現(xiàn)出了一批優(yōu)秀的企業(yè)和研究機構(gòu),它們在技術研發(fā)和市場應用方面取得了顯著的進展,推動了我國腦機接口產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。?
強腦科技(BrainCo)是國內(nèi)腦機接口領域的獨角獸企業(yè),融資金額超 2 億美元,擁有大量相關專利。該公司專注于非侵入式腦機接口技術的研發(fā)和應用,其產(chǎn)品涵蓋了醫(yī)療康復、教育、智能家居等多個領域。在醫(yī)療康復領域,強腦科技的智能仿生手獲得了 FDA 認證,能夠幫助手部功能障礙患者恢復部分手部運動能力。在教育領域,其開發(fā)的腦機接口產(chǎn)品可以幫助學生提高注意力和學習效率。強腦科技還在智能家居領域進行了探索,通過腦機接口實現(xiàn)對家居設備的智能控制,為用戶帶來更加便捷的生活體驗。?
博??滇t(yī)療科技(上海)有限公司研發(fā)的腦機接口產(chǎn)品 NEO 是中國首款進入創(chuàng)新醫(yī)療器械審查的腦機接口產(chǎn)品 ,預示著我國在這一前沿領域的逐步突破。該公司與清華大學洪波教授團隊合作開發(fā)的硬幣大小的腦機接口產(chǎn)品,已植入多位癱瘓病人大腦,讓他們能夠完成下床坐輪椅、端起水杯喝水等動作。目前該產(chǎn)品仍處于臨床試驗階段,預期將通過多中心臨床試驗后取得三類醫(yī)療器械注冊證。博??翟谀X機接口技術的臨床轉(zhuǎn)化方面走在了國內(nèi)前列,為我國腦機接口技術在醫(yī)療領域的應用提供了重要的實踐經(jīng)驗。?
除了企業(yè),國內(nèi)的科研機構(gòu)在腦機接口領域也發(fā)揮著重要作用。清華大學、天津大學等高校在腦機接口技術的基礎研究和應用開發(fā)方面取得了一系列重要成果。清華大學在無線微創(chuàng)腦機接口技術方面取得了突破,與北京天壇醫(yī)院、宣武醫(yī)院合作開展的臨床試驗取得了良好的效果。天津大學在腦機接口算法、信號處理等方面進行了深入研究,其研發(fā)的 “雙環(huán)路” 腦機接口系統(tǒng)突破傳統(tǒng)操控限制,占據(jù)全球領先地位。這些科研機構(gòu)的研究成果為我國腦機接口技術的發(fā)展提供了堅實的理論基礎和技術支持。國內(nèi)主要企業(yè)與研究機構(gòu)在腦機接口領域的關鍵進展如下:?
企業(yè) / 機構(gòu)? |
主要進展? |
強腦科技(BrainCo)? |
融資金額超 2 億美元,智能仿生手獲 FDA 認證,產(chǎn)品涵蓋多領域? |
博??滇t(yī)療科技(上海)有限公司? |
產(chǎn)品 NEO 進入創(chuàng)新醫(yī)療器械審查,臨床試驗幫助癱瘓患者? |
清華大學? |
無線微創(chuàng)腦機接口技術突破,與醫(yī)院合作開展臨床試驗? |
天津大學? |
“雙環(huán)路” 腦機接口系統(tǒng)領先,在算法、信號處理等深入研究? |
三、市場發(fā)展趨勢與預測?
1、技術突破推動市場增長?
技術突破將是推動腦機接口市場持續(xù)增長的核心動力,在信號采集技術方面,不斷創(chuàng)新的電極材料和設計將顯著提升信號采集的質(zhì)量和穩(wěn)定性。新型的柔性電極材料能夠更好地貼合大腦組織,減少信號干擾,提高信號的準確性。納米技術的應用有望進一步縮小電極的尺寸,增加電極的密度,從而實現(xiàn)對大腦活動更精確的監(jiān)測。這些技術進步將為腦機接口在醫(yī)療、科研等領域的深入應用提供更可靠的數(shù)據(jù)支持。?
信號處理和分析算法的不斷優(yōu)化也將對市場增長產(chǎn)生重要影響。隨著人工智能技術的快速發(fā)展,深度學習算法在腦機接口中的應用將更加廣泛和深入。這些算法能夠自動學習大腦信號的特征和模式,實現(xiàn)對大腦意圖的更準確解讀?;谏疃葘W習的神經(jīng)解碼算法可以提高腦機接口系統(tǒng)的控制精度和響應速度,使其能夠更好地滿足用戶的需求。多模態(tài)信號融合技術的發(fā)展也將為腦機接口帶來新的突破。通過融合腦電信號與其他生理信號(如心電、眼電、肌電等)或環(huán)境信息,能夠更全面地了解大腦的活動狀態(tài),提高對大腦功能的理解和應用能力 ,進一步拓展腦機接口的應用場景。?
2、應用領域拓展與市場細分?
隨著腦機接口技術的不斷成熟,其應用領域?qū)⑦M一步拓展,市場細分趨勢也將日益明顯。在醫(yī)療領域,腦機接口將不僅僅局限于癱瘓患者的運動功能恢復和神經(jīng)系統(tǒng)疾病的治療,還將在心理健康治療、認知障礙康復等方面發(fā)揮重要作用。腦機接口可以用于監(jiān)測和治療抑郁癥、焦慮癥等心理疾病,通過實時監(jiān)測患者的大腦活動,提供個性化的治療方案。在認知障礙康復方面,腦機接口可以幫助老年癡呆患者改善認知功能,提高生活質(zhì)量。?
在非醫(yī)療領域,腦機接口的應用也將更加廣泛。在娛樂產(chǎn)業(yè),腦機接口將為虛擬現(xiàn)實、增強現(xiàn)實游戲和沉浸式體驗帶來更真實、更自然的交互方式。玩家可以通過意念控制游戲角色的動作、行為和決策,實現(xiàn)更加沉浸式的游戲體驗。在教育領域,腦機接口可以用于監(jiān)測學生的學習狀態(tài),實現(xiàn)個性化的學習方案定制,提高學習效率和效果。在智能家居領域,用戶可以通過腦機接口實現(xiàn)對家居設備的智能控制,打造更加便捷、舒適的生活環(huán)境。隨著應用領域的拓展,市場將進一步細分,針對不同應用場景和用戶需求的腦機接口產(chǎn)品將不斷涌現(xiàn)。針對醫(yī)療康復市場,將開發(fā)出更加專業(yè)化、個性化的腦機接口設備,滿足不同患者的治療需求。在消費市場,將推出更加便捷、易用的腦機接口產(chǎn)品,如智能頭帶、智能手環(huán)等,滿足消費者對健康監(jiān)測、娛樂互動等方面的需求。這種市場細分趨勢將為企業(yè)提供更多的發(fā)展機遇,同時也將促進腦機接口技術的不斷創(chuàng)新和優(yōu)化。
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