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脑虎科技发布脑机接口产品 科幻场景如何照进现实？

 2 years ago
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脑虎科技发布脑机接口产品 科幻场景如何照进现实？

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　　《投资者网》侯书青

　　我猛然转过身来，“可是，金克斯，我只是个幻影啊！”

　　她莞尔一笑，“我也是呀，即便在我那个世界，人们也无法证明自己的肉体是真实存在的。”

　　——《十三层空间》加卢耶

　　科幻小说中的场景，也许将在不远的未来走入我们的生活。

　　9月2日，2022年世界人工智能大会脑科学主题论坛在上海世博中心召开，脑虎科技在论坛上首次对外公开发布了自己的第一款半植入式医用级脑机接口，及相配套的脑电信号处理仪和软件算法云平台3款产品。

　　脑机接口作为一种前沿技术，近期已有不少国内外相关企业获得了融资，并陆续发布了相应产品。对医用而言，该技术的前景十分广阔，但若想要作为元宇宙的接入设备，脑机接口还远未准备好。

　　离球门最近的人们

　　2016年，原盛大集团创始人陈天桥向美国加州理工学院捐赠10亿美元用于人脑研究，并成立了天桥脑科学研究院（TCCI），这一举动曾在国内引起广泛讨论。面对种种质疑，陈天桥本人曾解释称：“加州理工的脑科学最先进，传球当然要传给离球门最近的人”。

　　陈天桥种下的这颗种子，伴随着研究的持续推进也逐渐破土。TCCI在国内先后成立了两个实验室，分别是应用神经技术实验室、人工智能和精神健康实验室，这两个实验室得到了华山医院、上海精神卫生中心的大力支持。

　　2020年10月，在TCCI国内第一个前沿实验室的落成仪式上，脑虎科技创始人陶虎展示了植入小白鼠脑中的第一代产品，并成为了TCCI在中国的第一位非神经科学专业的研究员。就这样，脑虎科技开始了内部孵化。

　　终于在2022年1月，仅3个月大的脑虎科技获得了来自陈天桥旗下盛大、沈南鹏红杉中国种子基金领投的9700万元天使轮及Pre-A轮融资。相较其他同行，脑虎科技的融资步伐稍显缓慢。

　　目前，海外多家脑机接口公司已经收获了多轮融资，资本仿佛对脑机接口很感兴趣，红杉、盛大等机构甚至会“多头下注”。

　　NeuroPace的脑机接口产品主要面向医疗用途，可以为癫痫患者提供治疗参考，目前该公司已经进入IPO阶段，计划募资1.173亿美元。

　　马斯克的Neuralink在2021年7月获得了2.05亿美元的C轮融资，投资方为包括谷歌创投在内的6家机构，目前已经累计融资3.73亿美元。目前，该公司已经完成灵长类动物实验，正在等待FDA的人体实验许可。

　　来自澳大利亚的Synchron目前已经累计融资5900万美元，脑虎科技的孵化方盛大网络也曾参与过该公司的B轮融资。该公司与马斯克的Neuralink的成立时间相差不久，但进度较快。有消息称，马斯克曾与该公司CEO接洽，讨论合作的可行性。

　　另一家美国脑机接口企业Paradromics曾在2017年拿到过来自美国防部下属研究机构DRAPA（国防高级研究计划局）的1800万美元融资，后者曾在同一时期斥资6500万美元资助了6家机构，Paradromics是唯一一家商业公司。

　　另一家国内企业博睿康，已经在行业内钻研10余年，目前已经完成B轮过亿元融资，红杉资本曾参与其中。

　　在此背景下，国内企业也正加紧整合资源。在9月2日的2022世界人工智能大会上，脑机接口企业脑虎科技、云计算企业UCloud、量子计算企业图灵量子、集成电路企业沐曦科技，共同发起成立了“先进智算联盟（FAIC）”。

　　从融资总额的增速上看，脑机接口领域正在升温，离球门最近的一批人已经率先拿到了融资。PitchBook的数据显示，截至2021年上半年，全球脑机接口领域的总融资额，已经达到2020年9700万美元的3倍。

　　条条路线通大脑

　　细数目前已经问世的产品，不难发现，各家公司脑机接口技术的实现路线各有特色。

　　从上世纪20年代德国的汉斯·博格医生尝试用体外电极收集脑信号开始，人们习惯于简单地把脑机接口分为体外式和植入式，前者已经存在过相当长的时间，并已经形成了较为成熟的技术EEG（非侵入式头皮脑电图），而后者普遍被贴上“科学幻想”的标签。

　　但人们渐渐发现，微伏（uv）级别的脑电信号在经过颅骨和头皮的削弱后，需要经过千倍的放大和过滤才能形成常见的脑电图。而在这个过程中，脑电信号中所携带的许多信息将会失真甚至遗失，想要把用EEG技术接收到的脑电信号，准确转变成机器的行为更是无从谈起。

　　故而现有的脑机接口产品无一例外地选择用金属丝线从大脑内部采集信号，相较于EGG，信号强度得到了明显提升。各家产品之间的区别，也从体内体外之别变为侵入式与非侵入式之别。其中“是否需要开颅手术”是一道明显的分水岭。

　　以马斯克的Neuralink为例，想要安装该公司的脑机接口，需要切开头皮，并使用专用的手术机器人在颅骨上开一个硬币大小的洞。置入完成后，脑机接口可以通过蓝牙连接需要操控的设备，并通过磁吸充电器充电。

　　Synchron的脑机接口产品则类似心脏支架，通过微创手术从颈静脉植入脑部血管，收集软脑膜（离大脑皮层最近的一层脑膜）上的脑电信号，支架上金属丝的交点即为电极。所收集到的脑电信号将传输至使用者胸口的设备里。

　　而脑虎科技的脑机接口体积约为32cc，重约38克，体积较大。由于采用半植入式设计，使用者无需做开颅手术，但仍需要在颅骨上用钻头钻孔，外露装置可以置于耳廓上。通过在金属丝电极的外围包裹蚕丝蛋白的方式提高材料硬度，便于通过微创手术植入。植入完成后表面的蚕丝蛋白将会在血液中溶解，电极将恢复柔软。

　　对目前的技术条件而言，比起如何充分收集大脑信号，如何尽可能小地损伤大脑成为了真正的难点。脑虎科技的技术路线在这两者之间找到了一个不错的平衡点，但在使用上也牺牲了一些便利性。

　　脑虎科技CEO彭雷在9月2日的论坛上表示，此次发布的产品主要面向两个市场，一是以“脑计划”为依托的科研市场，另一个是已经有明确医学价值的医疗市场，脑机接口设备可以为医生提供渐冻症、高位截瘫患者的脑部信息，作为治疗过程中的参考。

　　脑虎科技对自家脑机接口作出如上市场定位的原因是，公司的脑机接口产品体积较大，这意味着现有的产品可能缺少“消费化”的潜力。

　　而Neuralink的产品虽然需要开颅手术，但在小型化、配套设施方面仍不乏亮点。Synchron的产品在实现方式上与脑虎科技略有相似，但从颈静脉植入电极的方式，能在某种程度上降低对设备小型化的要求。

　　在人体试验方面，Synchron走在行业前列，已经完成首个人体实验。目前，脑虎科技已经拿到了伦理认证，但并无消息表明脑虎科技的脑机接口产品进入过人体实验阶段。

　　前景广阔路径曲折

　　从目前的产品成果看，脑虎科技的脑机接口设备可能尚不具备成为消费级产品的能力，但已经足以胜任科研方面的需要。

　　在9月2日的论坛上，对于脑机接口技术如何走出实验室实现商业落地这一问题，脑虎科技创始人、首席科学家陶虎表示：“在国内从事脑科学研究的科研人员数以万计，适用于脑机接口的脑疾病患者更是有数千万人，这里面巨大的商业市场与经济市场，是技术落地的一个依据。”陶虎还预计，脑机接口将会是一个千亿美元级别的市场。

　　但陶虎对脑机接口技术市场总量的估计在目前的技术背景下仍难以成立，障碍主要来源于两方面，一是国内对脑机接口的需求仍然有限，二是脑虎科技现有的脑机接口虽然创伤相对较小，但仍需要通过外科手术在颅骨上钻孔才能植入电极，手术成本较高。

　　MedTech的数据显示，2021年我国各种脑疾病的患者人数接近1.3亿，其中阿尔兹海默症983万、12岁以下自闭症儿童超过200万、抑郁症患者超过5000万人。即便是去掉那些症状能用药物方式控制的患者，脑机接口的适应人群仍然众多。

　　截至2021年末，我国共有1441家三甲医院。假定我国有9万人从事脑科学研究，每5人分配1套脑机接口，每家三甲医院分配10套脑机接口，每套价值100万元计算，我国对脑机接口设备的需求量约为32410台。市场总量为324.1亿元，约合47.6亿美元，全球市场总量约为238亿美元。

　　但实际情况是，部分从事脑科学研究的人员同时会在医院供职，而在医科大学中的科研人员有时也会使用附属医院中的科研设备。脑虎科技的脑机接口产品分为三部分：接口本体、电信号处理器、算法云平台，多个接口设备可以共用同一套信号处理器和算法云平台。这些因素都可能导致实际采购数量、采购金额降低。所以这一市场容量的预估数字仍有下降空间。

　　此外，患者对于安装脑机接口所需的外科手术的接受程度、接受能力同样也是一个需要考虑的变量。若脑机接口设备实现应用，“设备等人”的现象并非不可能出现，高昂的手术费用也会成为一大门槛。

　　如果脑机接口的商业化价值仅仅局限于医院和研究机构，马斯克也大可不必给脑机接口小型化，又在颅骨上大动干戈，DRAPA也不必给Paradromics大笔投钱。

　　或许，真正能让脑机接口这门生意养活数家上市公司的，是消费级的脑机接口设备。

　　IDC发布的数据显示，2021年全球AR/VR头显市场同比增长92.1%，出货量升至1120万台，其中VR头显出货量达1095万台，预计未来五年的复合增长率为35.1%。消费者对元宇宙的热情直观地反应在VR头显的销量上，不少软件厂商也迅速跟进，推出了适配VR设备的各类APP，甚至计划为VR设备打造专属的生态。

　　而面对这块日益广阔的市场，厂商和消费者都想要更好的使用体验，手中的两个VR手柄，从一开始的新鲜玩意，日益变得鸡肋起来——它所能提供的花样还是太少了。

　　这也是苹果近期曝出VR指环专利的原因之一，VR用户需要多种多样的输入设备改善使用体验。而脑机接口，正是这一需求的最终答案：它的用户甚至不需要言出法随，输入命令只需要一个念头就够了。

　　消费级的脑机接口，对设备的“穿戴方式”提出了更高的要求：它面向消费者而非研究所，故而可以一定程度上放宽对信号精度的要求。但植入方式需要尽可能简便，方便用户定期升级更新一代的产品。

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　　从这一点上看，Synchron的产品很符合要求，它只需从颈部静脉植入，且人机接口在左胸位置。若日后的消费级脑机接口产品能够解决消费者的顾虑，按照每台设备及配套系统20万元，全球年出货量300万台计算，其全球年销售额可达6000亿元人民币，约合882.35亿美元。

　　此外，脑机接口技术在工业生产、军事等方面也有着广阔的前景，工人可以在安全的地方用意念操控机械，外骨骼可以与士兵更加默契。在更远的未来，脑机接口或许不再会是一个单纯的输入设备，还会是一个输出设备。用户在链接后，脑机接口将代替人的五感，直接向大脑发送视觉、味觉等信号。那时，才是真正的“全真互联网”。

　　从目前脑虎科技的脑机接口身上，暂时看不到“消费级设备”的特征，在小型化、简易性上仍有不少提升空间。

　　但目前，摆在脑机接口面前最大的障碍是人类对大脑运作机理尚未完全了解。想要解决这一问题，仍需要使用现有的各类脑机接口设备深入研究人脑，为后续的研发提供基础理论上的支持。从这一点上看，脑虎科技的产品，更像是我国在脑机接口领域的“工业母机”。（思维财经出品）■


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