脑机接口再上风口，华为强势介入，产业链首度深度解析

　　前言：上周末，国内IT大厂华为也抛出了自己的脑机接口方案，有乡亲希望我能谈谈这个赛道，安排！
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　　本篇目录
　　1.事件背景
　　2.认识脑机接口
　　3.产业链
　　4.行业现状
　　5.市场空间
　　6.投资策略及相关上市公司
　　7.独家核心提示
　　一，事件背景
　　11月25日，华为技术有限公司、天津大学公开专利＂人机交互方法、人机交互装置及存储介质＂。专利摘要显示，本申请提供方法为，显示的人机界面中包括可操作对象和视觉刺激区域；对该可操作对象执行操作命令，操作命令根据用户注视产生的脑电信号确定。
　　脑机接口是在脑和外部设备之间建立起来的直接通讯通道，麦肯锡预测未来10到20年，全球脑机接口产业将产生700-2000亿美元经济价值。
　　二，认识脑机接口
　　1.脑机接口的定义
　　大脑和意识的物理本质是电活动，大脑不同状态下脑电信号特点各异，使脑电分析成为可能。解读脑信号是搭建脑机接口系统的关键环节。脑信号的解读通过事先在脑信号与思维任务之间建立映射模型，实时处理在线记录的脑信号并将其转化为机器指令从而控制外部设备。与此同时，大脑实时接收脑机接口的反馈结果。
　　脑机接口（Brain-Computer Interface，BCI）狭义上是在大脑与外部环境之间建立一种全新的不依赖于外周神经（PNS）和肌肉的交流与控制通道，通过测量和采集中枢神经系统（CNS）活动，并将其直接转译为可被外界人工设备识别的信号或指令，从而实现大脑与外部设备的直接交流与控制（输出式BCI）。
　　除了狭义上的输出式BCI，广义的BCI还包括输入式BCI和交互式BCI。其中，输入式BCI主要由外部设备或机器绕过外周神经（PNS）或肌肉系统直接向大脑输入电、磁、声和光的刺激等或神经反馈，以调控中枢神经活动。交互式BCI则是通过输出式BCI和输入式BCI由神经反馈构成交互式的闭环系统。
　　最初研究脑机接口的主要驱动力是期望将其用作运动障碍患者的新型辅助技术。随着脑机接口的快速发展也逐渐激发了其他领域的强烈兴趣。目前，脑机接口的应用范围已远远超出了临床医学领域，拓展应用到情绪识别、虚拟现实和游戏等非医学领域。
　　2.脑机接口的种类
　　据脑机接口信号采集过程对大脑的侵入程度，可以被分为侵入式和非侵入式。
　　1）侵入式：需要借助一定形式的外科手术来实现，其过程为移除一部分颅骨，在大脑中植入电极或植入物，再将移除的颅骨部分放回原处。因为大脑没有内部疼痛感受器，所以记录本身并不会带来痛苦。主要技术为皮层脑电（ECoG）和单个神经元记录（Spikes）。
　　2） 非侵入式：无需动手术，直接从大脑外部采集大脑信号。常用的非侵入式信号有头皮脑电（EEG）、功能近红外光谱(fNIRS)、功能性磁共振成像(fMRI)、脑磁 (MEG)等。
　　未来脑机技术的创新发展按照信息传输方向分类，或将是从脑到机、机到脑、脑到脑和脑机融合四个方向发展。
　　三，脑机接口产业链
　　脑机接口产业链分为上游硬件层，中游软件层和下游的各类应用。
　　1.上游
　　硬件层包括脑电采集设备和外控设备，而 脑电采集设备包括核心部件和器件、电极、芯片、电源和材料； 外控外联设备包括机械臂、仿生手、无人机等。
　　2.中游
　　软件层包括生物信号分析、核心算法、通信计算和安全隐私。脑机理认知方面一定程度上也属于软件仿真和实现的重要方面。随着对脑机理的不断认知，采集获取的数据量越来越庞大，未来将陆续面临数据压缩算法和存储技术，以及高通量高速数据无线传输等方面的挑战。此外，基于脑电的信息认证及信息安全、隐私保护也将是软件层重点研究和解决的问题。
　　3.下游
　　1）脑机接口技术在医疗健康领域有广阔的应用前景。主要包括： 肢体运动障碍诊疗、意识与认知障碍诊疗、精神疾病诊疗、感觉缺陷诊疗和癫痫和神经发育障碍诊疗，医疗健康领域是目前脑机接口最大的市场应用领域，也是增长最快的领域。
　　2）在娱乐领域，脑机接口呈现出与玩具、VR/AR 结合的发展特征。
　　3）脑机接口技术在教育领域的应用包括注意力监测、压力监测、教学设计、智能学习和记忆增强，甚至会颠覆现有教育模式。
　　4）被动式脑机接口技术在应急管理部门、安防、电力、铁路、交通等行业也具有广阔应用前景。其中疲劳监测是热点方向。
　　三，行业现状
　　1.脑机接口产业发展加速
　　脑机接口企业的增长数量加速，脑机产业迈入蓬勃发展阶段。目前全球提供脑机接口产品和业务的公司有两百余家，主要集中在美国和中国。全球脑机接口专利申请近些年加速增长，成果转化践行积极。互联网科技巨头纷纷介入脑机接口领域。谷歌、微软、Facebook 等科技巨头也开始布局开发底层技术。
　　2.脑机接口政策支持
　　脑科学和类脑研究已成为我国国家战略。在十四五规划和 2035 年远景目标纲要中，人工智能和脑科学为国家战略科技力量，规划中进一步指出需要加强原创性和引领性科技攻关，集中优势资源攻关科技前沿领域。2016年我国启动中国脑计划——脑科学和类脑科学研究。
　　3.脑机接口发展还面临许多挑战
　　1）脑电信号采集方法有待改进。
　　2）软件系统稳定性、自适应性较差，信号处理方式和信息转换速度有待提升。
　　3）侵入式脑机接口对植入芯片的软硬件要求较高。
　　4）如何把信号精确地传送到脑内相关技术有待探索。
　　5）脑机接口在市场化落地方面不确定性较高。
　　6）从安全和伦理的角度，包括黑客攻击、意念控制、数据窃取等隐私泄露风险存在。
　　4.技术尚未成熟，但部分头部公司在场景和产品上迈出重要里程碑。
　　1）海外市场来看，Synchron于2021年成为第一家从美国FDA获得临床研究性器械豁免（IDE）以进行永久植入BCI临床试验的公司。
　　2）国内亦出现了以脑陆科技、博睿康等为代表的创业团队、以清华大学、中科院等为代表科研机构持续加大投入。
　　四，市场空间
　　随着计算机科学、神经生物学、数学、康复医学等相关学科的不断探索与交叉融合，脑机接口技术正从基础科研走向市场。一方面，对脑机制的根本理解可为脑疾病带来新型疗法，另一方面，业界认为未来10-15年或将出现新一代交互方式，用意念控制机器、脑控开关等都将会成为现实，在医疗、教育和消费品等市场应用潜力巨大。国信证券预计未来市场规模发展潜力大。根据Mckinsey于2020年出具的研究报告，预计脑机接口相关市场规模在2030-2040期间可达700亿-2,000亿美元。
　　六，投资策略及相关上市公司
　　1.投资策略
　　国信证券认为，当前脑机接口相关技术尚处于早期，但是从应用领域和未来商业价值上均具备较大潜力，建议重点关注两条主线：
　　1）技术驱动下的软硬件领域，关注采集、外控、医疗设备、消费电子等领域进展；
　　2）长期来看，脑机接口相关软硬件技术有望在VR/AR、元宇宙等领域成熟落地并带来全新交互体现，持续看好元宇宙、VR/AR等领域发展。
　　2.相关上市公司
　　根据平台要求，不予展示
　　七，独家核心提示
　　以上是我自己研究的方向和思路，也就是和大家一起分享下。
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