腦機接口大賽15年:設備從“推車”變“戴帽” 何時走向“人機雙向溝通” ?

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08/11

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(來源:每日經濟新聞)

2025年8月中旬,在“2025世界機器人大賽——BCI腦控機器人大賽”(以下簡稱腦機接口比賽)現場,最多的是一種“帽子”——參會者只需將其扣在頭上,就能通過意念操控屏幕上的光標移動或指揮機械臂完成複雜動作。

這一場景如今看來不稀奇,卻讓清華大學醫學院長聘教授高小榕想起15年前的首屆比賽(當時名爲“中國腦—機接口比賽”)現場,那時還處處是“推車”裝置。從推着走的笨重裝置到可穿戴設備,是中國腦機接口從實驗室走向應用場景的縮影。

隨着七部門聯合印發《關於推動腦機接口產業創新發展的實施意見》,腦機接口這一“賽博”概念的相關股票一漲再漲,但目前市場上還沒有真正意義上的“腦機接口第一股”。

腦機接口比賽現場 圖片來源:主辦方提供

腦機接口比賽:從“推車”到“戴帽”的15年

“今年是腦機接口比賽15週年,你都想象不到2010年那會兒多笨拙。”

清華大學教授高小榕在大會間隙回憶道,當時參賽的腦電圖設備是固定式的,根本沒法移動,得專門僱兩個學生推着車跑。後來演進成移動式,需要人員拎着筆記本電腦或類似大小的設備走來走去。如今,腦機接口都是可穿戴式設備,“‘啪’,扣一個帽子你隨便走”。

但這還遠遠不夠。高小榕說,現在可穿戴設備的舒適性很差,很難佩戴1個小時以上,接下來的設備要做到舒適穿戴、隱祕穿戴,讓腦機接口從“看得見的科技”變成“隱形的助手”。

從技術路徑看,腦機接口分爲非侵入式和侵入式兩種,二者都可以採集腦電信號,但前者主張將電極置於大腦外部,後者主張通過微創手術將電極植入大腦內部或大腦皮層附近。從2025年參加世界機器人大會的相關項目看,下一代腦機接口的形態已開始顯現。

例如,“雲腦海河團隊”的便攜式腦電採集設備,是一種非侵入式腦機頭環,它具備實時多維狀態識別能力。資料顯示,這一設備可以精準評估專注度、平和度、壓力水平及疲勞狀態,適用於專注訓練、冥想放鬆、疲勞駕駛預警等場景。

天津大學神經工程團隊的新型軟梳腦電電極,也採用非侵入式腦機接口設計。針對傳統腦電乾電極佩戴舒適性差且阻抗大、溼電極操作流程繁瑣等問題,天津大學神經工程團隊開發了一種新型軟梳腦電電極,其設計靈感來源於軟齒鬃毛梳,佩戴時無需打導電膏且柔軟無感,其接觸阻抗、噪聲水平等指標與溼電極相當。

關於侵入式腦機接口,高小榕表示這是隱祕穿戴的一種形式,此前插入大腦內部或皮層附近的第一代電極爲“硬針”,第二代爲“軟針”(但材質仍比腦組織硬),均爲工程材料。目前業內開始研發第三代電極,其主要材料爲碳,是純生物材料。

腦機接口比賽現場 圖片來源:主辦方提供

腦機接口當前階段:在接口與交互之間過渡

作爲中國神經工程及腦機接口學科的主要創建者之一,高小榕在1998年帶領團隊實現了腦控模擬鼠標,這與美國研究者讓猴子通過腦電波控制機械臂運動的時間(20世紀90年代)幾乎平行。可以說,中美學者同步開啓了國內外的腦機接口時代。

近20年過去了,AI(人工智能)技術的飛速發展,也加速了腦機接口的迭代。在高小榕看來,AI的上半場由大模型主導,解決了“機器能思考”的問題,下半場的核心則是“機器如何幫人”,腦機接口作爲“人機共融”的技術,是這場轉型的關鍵抓手。

按照高小榕的劃分,腦機接口的發展會經歷三個階段:第一階段是腦機接口(BCI),實現信號的單向傳遞;第二階段是交互(Interaction),達成人機雙向溝通;第三階段是智能(Intelligence),實現腦機融合。

“現在我們正卡在從接口到交互的過渡期,而離真正的腦機智能還差得遠。”高小榕表示,當前最大的技術瓶頸集中在信號採集與穿戴體驗上。具體來說,非侵入式腦機設備採集到的腦電信號弱,侵入式設備則面臨長期穩定性難題。

對此,他打了個生動的比方:“像原來做手機通信需要往地上裝鐵塔,想擴展帶寬就(將鐵塔)越裝越密,這種往地球上裝鐵塔就算侵入式,信號強卻難普及;而衛星通訊方式需要往天上發射衛星,覆蓋海上、山區等鐵塔不能及的地區,覆蓋廣但信號弱。”

高小榕表示,這兩種技術路徑誰將成爲主流,目前還沒定數,所以產業界佈局兼而有之。但可以肯定的是,未來腦機接口的發展,更核心的挑戰在於“解碼”。

高小榕舉例稱,100年前人類只能區分清醒與睡眠兩種狀態,如今已能識別16種(2的4次方),未來目標是突破256(2的8次方)種,“等能精準識別256種狀態的時候,機器就能懂你喜歡誰,不喜歡誰”。這種精細化解碼能力,正是腦機接口從中場邁向終局的通行證。

腦機接口比賽現場 圖片來源:主辦方提供

企業融資競賽:令人焦慮的不是資金而是技術

8月7日,工業和信息化部等七部門聯合發佈《關於推動腦機接口產業創新發展的實施意見》。這份實施意見提出,到2027年,我國腦機接口關鍵技術取得突破,初步建立先進的技術體系、產業體系和標準體系。電極、芯片和整機產品性能達到國際先進水平。

而在今年1月,北京市還提出,到2030年,當地腦機接口產業生態將初步形成,實現腦機接口創新產品在醫療、康養、工業、教育等領域的規模化商用。

發佈次日,腦機接口概念股再次大漲,延續其今年以來的強勢表現。但是,根據華安證券8月研報,目前,行業內尚無生產相關產品的真正“腦機接口第一股”。

腦機接口相關標的梳理 圖片來源:華安證券研報

資本市場或許需要祛魅,但企業需要輸血。據中羿產業創新研究院的數據,2014年至2024年,中國腦機接口行業發生融資事件195起,涉及公司70家。已披露融資金額的融資事件爲85起,涉及金額63.25億元,其中,發生在2021年和2022年的投融資事件約佔40%,投融資額佔比超過70%。

儘管腦機接口領域的投融資一度進入冷靜期,但“階梯醫療”公司今年初仍完成3.5億元B輪融資,成爲國內植入式腦機接口行業最大單筆融資。

不過,高小榕提醒投資者,要區分腦機接口和機器人的概念,釐清概念炒作與實際進展的落差。他解釋道:“現在有些誤區,是認爲只要把傳感器放到腦袋上就叫腦機接口,實際上腦機接口的定義是從中樞神經採集信號,這非常重要。”

此外,初創企業進行融資的本質,是爭奪技術的“窗口期”。8月11日,上海腦虎科技有限公司創始人兼首席科學家對《每日經濟新聞》記者表示,公司融資順利、賬面數字也很健康,但讓自己有緊迫感和焦慮感的,是“不知道哪天馬斯克(Neuralink)或其他同行又爆出了‘衛星’級技術突破”。

“資金不是我們最大的壓力,而且我們還在全球招聘高水平人才,特別是高薪招聘懂AI和有醫療產品經驗的人才,這會讓我們更加快速、高效地做好腦機接口。”陶虎說。

腦機接口比賽現場 圖片來源:主辦方提供
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