1、目錄 HYPERLINK l _TOC_250018 腦機接口：腦信號完成機器控制，重新定義人機交互方式 4 HYPERLINK l _TOC_250017 什么是腦機接口？ 4 HYPERLINK l _TOC_250016 腦機接口分為侵入式和非侵入式 5 HYPERLINK l _TOC_250015 腦科學研究可以追溯到 1924 年，近期逐步開啟商業(yè)化發(fā)展 6 HYPERLINK l _TOC_250014 腦機接口有望成為鍵盤，鼠標，觸摸屏以后下一代人機交互方式 7 HYPERLINK l _TOC_250013 腦機接口應(yīng)用：侵入式接口多用于醫(yī)療領(lǐng)域，EEG+EMG 提升非侵入接

2、口操作精準度推動應(yīng)用多元發(fā)展 9 HYPERLINK l _TOC_250012 應(yīng)用場景#1：醫(yī)療方面的運動輔助及義肢控制 9 HYPERLINK l _TOC_250011 應(yīng)用場景#2：通過神經(jīng)反饋訓練強化大腦反應(yīng) 10 HYPERLINK l _TOC_250010 應(yīng)用場景#3：借助 EEG 捕捉事件相關(guān)電波，完成溝通 11 HYPERLINK l _TOC_250009 主要公司介紹：玩家逐步進場，多領(lǐng)域同步發(fā)展 12 HYPERLINK l _TOC_250008 NeuraLink：提升腦機接口帶寬減小創(chuàng)口面積，實現(xiàn)超精準感知 13 HYPERLINK l _TOC_25000

3、7 BrainCo & BrainRobotics：已具備成熟 C 端產(chǎn)品，逐步開拓用戶市場 14 HYPERLINK l _TOC_250006 CTRL-Labs（已被 Facebook 收購）：通過手環(huán)捕捉肌電信號完成交互，有望在 VR 搭載 15 HYPERLINK l _TOC_250005 ec：腦機接口軟、硬件及整體解決方案供應(yīng)商 16 HYPERLINK l _TOC_250004 Neurable：借助腦機接口優(yōu)化 VRAR 人機交互方式，推動虛擬現(xiàn)實加速滲透 17 HYPERLINK l _TOC_250003 中國企業(yè)的發(fā)展機會 17 HYPERLINK l _TOC_2

4、50002 附錄：腦機接口技術(shù)原理詳解及近期重要論文追蹤 18 HYPERLINK l _TOC_250001 腦機接口技術(shù)原理及相關(guān)交叉學科 18 HYPERLINK l _TOC_250000 近期論文：侵入式腦機接口幫助脊髓損傷患者恢復觸覺 19圖表圖表 1: 腦機接口原理示意圖 4圖表 2: 科幻電影里的腦機接口 5圖表 3: 腦機接口發(fā)展歷史 6圖表 4: 人機交互發(fā)展路徑 7圖表 5: 全球腦機接口市場規(guī)模預(yù)測 8圖表 6: 2019 年腦機接口應(yīng)用方向 8圖表 7: 腦機接口“摩爾定律” 8圖表 8: 腦機接口各應(yīng)用發(fā)展及市場規(guī)模（氣泡代表 2025 年市場規(guī)模） 8圖表 9:

5、BCI 協(xié)助運動輔助/恢復原理 9圖表 10: BCI 機器設(shè)備協(xié)助恢復上肢運動功能 9圖表 11: BCI 義肢控制原理 10圖表 12: 國內(nèi)首例侵入式腦機接口臨床實驗 10圖表 13: BCI 輔助神經(jīng)功能治療與調(diào)節(jié) 10圖表 14: 美國 DARPA 運用腦機接口進行軍事化測試 10圖表 15: P300 拼寫器的字符矩陣 11圖表 16: P300 溝通原理 11圖表 17: 通過捕捉 P3 信號實現(xiàn)字母輸出 11圖表 18: 國外 BCI 公司基本信息（2019） 12圖表 19: 國內(nèi) BCI 公司基本信息（2019） 13圖表 20: NeuraLink 植入方式示意圖 13圖

6、表 21: BrainCo 發(fā)展歷程 14圖表 22: BrainRobotics 智能肌電義肢 14圖表 23: BrainCo 主要產(chǎn)品，賦思頭環(huán) Focus 14圖表 24: Focus 軟硬件特點 14圖表 25: Ctrl-labs 腕帶展開圖 15圖表 26: Ctrl-labs 腕帶操作 Chrome“跳躍的恐龍”游戲 15圖表 27: Ctrl-labs 腕帶產(chǎn)品 15圖表 28: g.tech 主要產(chǎn)品 16圖表 29: g.tec 設(shè)備主要應(yīng)用方向 16圖表 30: Neurable VR 產(chǎn)品特點 17圖表 31: Neurable 產(chǎn)品使用 17圖表 32: 腦電信號獲

7、取橫截面圖 18圖表 33: 大腦不同區(qū)域控制四肢及器官 18圖表 34: 腦機接口數(shù)據(jù)采集原理（以運動想象為例） 18圖表 35: 腦機接口與各個學科交叉領(lǐng)域 19圖表 36: 腦機接口幫助患者恢復觸覺 19腦機接口：腦信號完成機器控制，重新定義人機交互方式什么是腦機接口？腦機接口（Brain computer interface，BCI）是在人腦與計算機或其它電子設(shè)備之間建立的直接交流和控制通道。通過這種通道，用戶可以直接通過大腦思想來表達想法或操縱設(shè)備，而不需要語言或動作。腦機接口實現(xiàn)可以分為四步：腦電采集-信號獲取及處理-信號輸出（執(zhí)行）反饋。腦電采集：腦電采集是 BCI 的關(guān)鍵步驟，

8、采集的效果、信號強弱、穩(wěn)定性及帶寬大小直接決定后續(xù)的處理及輸出。采集方式是通過不同類型的接口將大腦活動產(chǎn)生的電波采集并轉(zhuǎn)換為電信號，傳輸至電腦。信號獲取及處理：信號處理是將轉(zhuǎn)化為電信號的大腦活動，去除干擾電波以及其他信號，并將目標分類并處理，轉(zhuǎn)化為可以執(zhí)行輸出的對應(yīng)信號。信號輸出/執(zhí)行：信號輸出是指將收集并處理后的腦電波信號傳輸至已連接的設(shè)備器材，執(zhí)行目標動作或顯示目標內(nèi)容等。反饋：在信號執(zhí)行后，設(shè)備會產(chǎn)生動作或顯示內(nèi)容，參與者將通過視覺、觸覺或聽覺感受到第一步產(chǎn)生的腦電波已被執(zhí)行，并觸發(fā)反饋信號。圖表 1: 腦機接口原理示意圖23信號處理45 信號輸出/執(zhí)行 信號獲取特征提取分類判斷運動輔助

9、/替代1 腦電采集 溝通互動Brain Computer Interface娛樂/游戲控制6 觸發(fā)反饋信號 資料來源： 腦機接口分為侵入式和非侵入式BCI 根據(jù)腦電信號獲取的方式，可分為非侵入式和侵入式。非侵入式接口是 ToC 端發(fā)展方向，優(yōu)點在于只需要通過相關(guān)設(shè)備對大腦皮層的表面信號進行分析，能夠直接進行采集和處理信號不需要外科手術(shù)的介入。侵入式主要應(yīng)用在醫(yī)療及康復領(lǐng)域，優(yōu)點在于可以精準監(jiān)測腦電波信號，多用于義肢器械操作?？苹秒娪爸卸啻纬霈F(xiàn)腦機接口，引起觀眾遐想。在 1999 年上映的黑客帝國電影中， “矩陣”通過侵入式腦機接口和大腦神經(jīng)連接，人類感受到視覺、聽覺、嗅覺、味覺等訊號，以此囚禁

10、人類的心靈。在X-men中，X 教授通過“腦波強化機”能夠?qū)⒛X電波放大，與任何人實現(xiàn)連接。在阿凡達電影中，主角通過 EEG 和 EMG 結(jié)合，能夠控制納威人的身體，在潘多拉星球上行動。圖表 2: 科幻電影里的腦機接口腦機接口侵入式接口非侵入式接口黑客帝國阿凡達X-menMichigan arrayUtah arrayMicro wireEMG/EEG主要公司資料來源：ResearchGate，KenResearch， 侵入式：精準捕捉腦電波，但手術(shù)創(chuàng)口較大，風險性高侵入式接口通過手術(shù)等方式將電極直接植入到大腦內(nèi)部，優(yōu)點在于能夠獲得高質(zhì)量的腦電信號，但卻存在較高的安全風險和手術(shù)及接口零部件成本。

11、此外，由于腦部出現(xiàn)異物侵入，可能會引發(fā)人體自身免疫系統(tǒng)反應(yīng)和愈傷組織干擾已植入的電極，導致信號質(zhì)量衰退甚至是消失，并且手術(shù)傷口也容易出現(xiàn)難以愈合的情況及炎癥。技術(shù)進步推動侵入式接口實現(xiàn)應(yīng)用，NeuraLink 突破 MEA 帶寬極限。在 1977 年Gross 首次應(yīng)用 MEA(Microelectrode array)，但受限于當時的技術(shù)并不發(fā)達，腦部手術(shù)創(chuàng)口約 2mm2 且腦部能夠植入的 MEA 數(shù)量也在 10 個左右。隨著技術(shù)進步，創(chuàng)口逐漸縮小且能夠植入的 MEA 數(shù)量迅速增長。NeuraLink 在 19 年宣布可以實現(xiàn)寬度在 4-6 微米的微創(chuàng) MEA，并且在腦部中可以植入超過 10

12、000 根，能夠捕捉大量腦電信號。非侵入式：無創(chuàng)接口，但感知精確度較低非侵入式接口是只需通過在大腦頭皮使用特殊設(shè)備獲取腦電波信號并進行解讀，無需通過創(chuàng)口將電極植入大腦。非侵入式接口雖然避免了手術(shù)風險及部分硬件成本，但是由于顱骨對于大腦信號會產(chǎn)生隔離或衰減。此外，顱骨會對神經(jīng)元發(fā)出的電波造成分散和模糊，使得外部設(shè)備捕捉到的信號和清晰度較低。顱骨信號干擾導致設(shè)備難以確定信號源的對應(yīng)腦區(qū)以及相關(guān)的具體神經(jīng)元位置。現(xiàn)階段非侵入式接口方式主要有 EEG 和 fMRI。腦科學研究可以追溯到 1924 年，近期逐步開啟商業(yè)化發(fā)展腦科學研究是人類探索自身的研究過程，大致可分為三個階段。1）腦結(jié)構(gòu)理解：在 19

13、24年 Hansberger 發(fā)明了 EEG 腦電捕捉設(shè)備，實現(xiàn)了首次人類大腦電波獲取，并在之后的幾年嘗試控制大腦信號并提出了腦機接口的概念；2）腦部信息讀?。?1 世紀初，BrainGate首次嘗試了侵入式腦機接口并且有較為成功的效果，可以幫助患者控制機械做出簡單動作；3）商業(yè)化落地：隨著科技硬件逐步成熟，腦機接口應(yīng)用逐步多元，BrainCo、NeuraLink等公司發(fā)布商業(yè)化產(chǎn)品。此外，F(xiàn)acebook 也在 2019 年收購了 CTRL-Labs 進入腦機接口領(lǐng)域，我們預(yù)計未來有望與 Oculus VR 結(jié)合，優(yōu)化用戶體驗。圖表 3: 腦機接口發(fā)展歷史1924196819731977Ha

14、nsberger發(fā)現(xiàn)腦電波并發(fā)明EEG腦機接口的開端：Wyrwicka和Sterman首次進行控制大腦信號嘗試Jacques Vidal 首次提出BCI概念Guenter Gross首次應(yīng)用侵入式腦機接口2013200620031996微創(chuàng)腦機接口并采用局部場電位BrainGate完成首個大腦運動皮層侵入式接口手術(shù)BrainGate展示首次Philip Kennedys首侵入式腦機接口次植入神經(jīng)電極2017201820192020BrainCo專注力頭環(huán)產(chǎn)品發(fā)布，面向C端客戶BrainRobotics義肢幫助殘疾人控制假肢與郎朗合奏Musk宣布NeutraLink發(fā)布完整侵入式接口方案 Fac

15、ebook以5-10億美金收購CTRL-Labs浙江大學完成國內(nèi)首例植入式腦機接口臨床研究商用化發(fā)展腦信息讀取腦結(jié)構(gòu)理解資料來源：Journal of Neurology，ISHN，BrainGate，BrainCo，NeuraLink，浙江大學， 腦機接口有望成為鍵盤，鼠標，觸摸屏以后下一代人機交互方式人機交互方式從按鍵、屏幕觸控、語音助手、手勢識別、眼部追蹤不斷發(fā)展，持續(xù)創(chuàng)新推動人機交互方式更加便捷、智能。在各種感官均已在交互中占有一席之地之后，腦機接口將腦電波作為人機交互的新方式。我們認為，腦機接口將重新定義人機交互方式，主要體現(xiàn)在 1）高帶寬；2）反應(yīng)速度；3）擴大用戶范圍及應(yīng)用場景。

16、圖表 4: 人機交互發(fā)展路徑,104*)0ws, 1000觸摸屏, 1600鍵盤, 1200語音助手, 5000AI助手腦機接口, 106(Punch card, 7WindoBits/min交互帶寬電腦時代1965200720172025EVR/AR手機時代注：假設(shè)腦機接口在 2025 年能夠監(jiān)測 200 個電極位置；資料來源：Columbia University，RATATYPE，2019 年世界機器人大會， 未來多應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)展，市場規(guī)模快速增長根據(jù) Statista 數(shù)據(jù)，2018 年全球腦機接口規(guī)模約為 1.25 億美元，2025 年有望增長至 2.83億美元，2018-25 年 C

17、AGR 為 12%。此外，GV Research 統(tǒng)計，2019 年醫(yī)療仍為腦機接口主要應(yīng)用方向，占比 45%。軍事應(yīng)用占比為 20%，主因美國國防部高級研究計劃局（DARPA）對腦機接口投入較大，并且該技術(shù)已經(jīng)被美國軍方用來訓練士兵的認知和決策能力。圖表 5: 全球腦機接口市場規(guī)模預(yù)測圖表 6: 2019 年腦機接口應(yīng)用方向 (US$ mn)30025020015010035%醫(yī)療45%軍事其他50020182025E20%12345670 資料來源：statista， 資料來源：Grand View Research， 根據(jù)MIT 計算，腦機接口目前以平均 7.4 年的時間能夠?qū)⒖赏瑫r記錄

18、的神經(jīng)元數(shù)量翻倍。如果想要實現(xiàn)同時記錄 100 萬個神經(jīng)元，則大約要等到 2100 年。但我們認為，腦機接口根據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域不同，需要記錄的神經(jīng)元數(shù)量及腦部位置各不相同，記錄部分神經(jīng)元即可實現(xiàn)腦機接口功能。此外，非侵入式接口可與肌電、眼電等信號組合分析，提升精確度。(Year) 快 發(fā)展速度 慢 通信控制醫(yī)療健康智能家居安全保障娛樂科研圖表 7: 腦機接口“摩爾定律”圖表 8: 腦機接口各應(yīng)用發(fā)展及市場規(guī)模（氣泡代表 2025 年市場規(guī)模）資料來源：MIT Technology Review， 資料來源：BNCI Horizon 2020， 腦機接口應(yīng)用：侵入式接口多用于醫(yī)療領(lǐng)域，EEG+EMG

19、提升非侵入接口操作精準度推動應(yīng)用多元發(fā)展應(yīng)用場景#1：醫(yī)療方面的運動輔助及義肢控制運動神經(jīng)受損導致日常動作無法執(zhí)行，腦機接口重新恢復神經(jīng)回路。由于脊髓損傷、肌萎縮側(cè)硬化或腦干中風，病人的“大腦-肌肉”神經(jīng)通路被損壞，導致肌肉無法完成神經(jīng)指令。借助腦機接口搭建外部“神經(jīng)通路”，病人能夠直接控制設(shè)備輔助完成意向動作。結(jié)合腦電信號與肌電信號，腦機接口幫助用戶實現(xiàn)運動輔助設(shè)備控制。借助 EEG 獲取腦電信號及 EMG 獲取肌電信號，運動輔助系統(tǒng)能夠?qū)π盘栠M行解碼和分類，獲得與意向動作相匹配的控制指令，從而操控外部設(shè)備完成動作。由于 EEG 精確度較低，難以從腦電信號獲得精確的控制指令，該系統(tǒng)需要結(jié)合肌

20、電信號，進行多維組合分析從而識別精確的控制指令。應(yīng)用場景多樣化，多種電波組合提升精準度并減少訓練時間。運動輔助系統(tǒng)一般需要結(jié)合 EEG 和身體其他的生理信號，如 EOG（眼電信號）、EMG（肌電信號）等，分析后可獲得較高控制精度，并能夠縮短輔助設(shè)備系統(tǒng)與用戶的磨合訓練時間。圖表 9: BCI 協(xié)助運動輔助/恢復原理圖表 10: BCI 機器設(shè)備協(xié)助恢復上肢運動功能 大腦信號EEG設(shè)備BCI模組BCI控制執(zhí)行器BCI器械訓練設(shè)備肌肉EMG激活資料來源：Linkping University， 資料來源：Nature， 侵入式接口精確捕捉腦電信號控制義肢，幫助癱瘓病人完成部分日常功能。由于癱瘓的病

21、人無法傳輸肌電信號，只能依靠高精度的腦電波完成設(shè)備控制。因此，大多患者均使用侵入式接口方案，如 Uath array、LFP（Local Field Potential）等。在 2020 年初，國內(nèi)完成了首例侵入式腦機接口臨床研究，浙江大學附屬第二醫(yī)院醫(yī)生通過手術(shù)將 Utah array侵入式接口植入到病人控制右側(cè)上肢運動的運動神經(jīng)皮層。進過 4 個月的康復訓練，病人實現(xiàn)了用意念控制機械臂進食，并且能夠完成喝水及日常娛樂等行為。Utah Array圖表 11: BCI 義肢控制原理圖表 12: 國內(nèi)首例侵入式腦機接口臨床實驗資料來源：臻泰科技， 資料來源：浙江大學， 應(yīng)用場景#2：通過神經(jīng)反饋

22、訓練強化大腦反應(yīng)借助 EEG 設(shè)備對參與者進行神經(jīng)反饋訓練，強化某一頻段腦電波達到增強反應(yīng)目的。神經(jīng)反饋治療是借助 EEG 設(shè)備采集大腦皮層各區(qū)域的腦電活動信號，通過分析參與者的腦電信號并用視覺和聽覺信號刺激進行正向反饋訓練（給參與者帶來心理期望結(jié)果，一般會產(chǎn)生愉悅感），選擇性強化某一頻段的腦電波以達到預(yù)期的治療目的。腦機接口在軍事領(lǐng)域也有應(yīng)用，通過神經(jīng)刺激訓練縮短專業(yè)人員訓練時間。美國國防部高級研究計劃局（DARPA）對腦機接口投入大量資源。在 2011 年，DARPA 利用電極貼在大腦皮層的特定位置上，釋放少量電流，幫助學習者在短時間內(nèi)快速提升學習效果。這項成果已經(jīng)被美國軍方用來訓練士兵的

23、認知和決策能力，能夠減少專業(yè)人員訓練時間。圖表 13: BCI 輔助神經(jīng)功能治療與調(diào)節(jié)圖表 14: 美國 DARPA 運用腦機接口進行軍事化測試資料來源：RIKEN BSI， 資料來源：CNDS， 應(yīng)用場景#3：借助 EEG 捕捉事件相關(guān)電波，完成溝通經(jīng)典 BCI 溝通應(yīng)用 P300 拼寫器，依靠視覺刺激完成溝通交流。P300 拼寫器在屏幕上隨機高亮字符矩陣的某一行或一列，一次實驗中矩陣的每行每列均會被高亮一次。EEG 持續(xù)記錄腦電波信號，并將電波信號進行加工處理。如果在特定位置的高亮后 300 毫秒檢測到 P3 波（小概率電波），則表示參與者正在關(guān)注這一位置。通過解析腦電信號中的 P300拼

24、寫器高亮時間及位置順序，并對照刺激序列的時間，進而確定產(chǎn)生刺激的行列位置，最終確定出參與者注視的字符。圖表 15: P300 拼寫器的字符矩陣資料來源：騰訊云， 圖表 16: P300 溝通原理圖表 17: 通過捕捉 P3 信號實現(xiàn)字母輸出 反饋 分類 特征提取 處理數(shù)據(jù) 腦電波觸發(fā) EEG信號記錄聽覺反饋視覺反饋小概率電波 資料來源：CSDN， 資料來源：CSDN， 主要公司介紹：玩家逐步進場，多領(lǐng)域同步發(fā)展隨著半導體技術(shù)進步以及計算機算力提升，腦機接口相關(guān)軟硬件逐步成熟。從 2015 年開始，國內(nèi)外腦機接口公司陸續(xù)成立，研究方向主要以醫(yī)療及康復為主，逐步向教育、娛樂、通訊等領(lǐng)域擴展。我們認

25、為，未來醫(yī)療將繼續(xù)成為腦機接口的重要應(yīng)用領(lǐng)域之一，娛樂及教育的應(yīng)用方向也將快速豐富，并且看好非侵入式接口成熟，拓寬 C 端應(yīng)用方向，提高滲透率。此外，我們還發(fā)現(xiàn)國內(nèi)公司大多傾向非侵入式接口研究，但海外公司多以侵入式接口為主，我們認為主因 1）侵入式：手術(shù)監(jiān)管嚴格，國內(nèi)大多由公立醫(yī)院或大學研究，海外則以初創(chuàng)公司向 FDA 申請，通過后尋找志愿者進行實驗；2）非侵入式：無創(chuàng)口特點適合 C 端普及，國內(nèi)公司傾向研發(fā)能夠快速向 C 端普及的產(chǎn)品，且研發(fā)時無需進行手術(shù)。圖表 18: 國外 BCI 公司基本信息（2019）成立時間研究方向接口類型累計融資額簡介NeuraLink2017醫(yī)療康復侵入式累計約

26、1億美元主要研發(fā)將人工智能植入人類大腦皮層的腦機接口技術(shù)（侵入式），以提高人類的智能化水平Facebook-通訊非侵入式-Facebook研發(fā)的無創(chuàng)型腦機接口是個非侵入式的穿戴設(shè)備，在便利性上更勝一籌，并且能夠準確解碼佩戴設(shè)備的人聽到和說出的詞語及對話。Paradromics2015醫(yī)療康復侵入式數(shù)百萬美元天使輪融資致力于讓患有如失明、耳聾和癱瘓的患者使通過腦機接口技術(shù)與外界重新獲得溝通和聯(lián)系。Kernel2000神經(jīng)義肢侵入式1億美元融資通過在人腦中植入設(shè)備，解鎖人類大腦的潛力，改善人類的認知能力并改善患有退行性疾病的患者記憶，保證用戶的大腦進行正常記憶BrainGate2001醫(yī)療康復侵入

27、式天使輪旨在幫助那些失去四肢或其他身體功能失控的患者。2012年5月，BrainGate研究人員在自然(Nature)雜志上發(fā)表了一項研究，表明兩名幾年前因腦干中風而癱瘓的人能夠控制機械手臂來抓取物體。Synchron2016醫(yī)療康復侵入式1000萬美元A輪融資公司主要致力于研發(fā)可植入設(shè)備，將這款設(shè)備植入腦中之后，可以捕捉大腦的信號，使癱瘓患者能夠控制通訊輔助裝置、高級假肢和外骨骼等外部裝置。CTRL-Labs（已被Facebook收購）2015人機交互非侵入式Facebook約5-10億美元完成收購該設(shè)備如同一個智能腕帶，其內(nèi)置了輕量級皮膚傳感器，能夠通過16個電極來測量并捕捉人們手腕上的神

28、經(jīng)元信號，隨后用AI算法來區(qū)分每個神經(jīng)的單個脈沖，特別是由大腦到手部肌肉的神經(jīng)脈沖。InteraXon2007娛樂非侵入式600萬美元這是一家VR頭顯設(shè)備開發(fā)商，自主研發(fā)了Muse Virtual Reality設(shè)備，采用EEG技術(shù)來捕獲用戶的腦部活動Neurable2016娛樂非侵入式累計獲得800萬美元融資公司軟件可以使人們通過大腦活動來控制軟件和物體。 該技術(shù)使人們能夠通過大腦活動來玩游戲，操作玩具和駕駛大型汽車， 并可以配合VRAR使用。g.tec1999整體方案提供非侵入式-生產(chǎn)各類腦機接口設(shè)備，具有專業(yè)的高科技便攜式用于多模式生物電信號采集研究的生理信號處理平臺。資料來源： 圖表

29、19: 國內(nèi) BCI 公司基本信息（2019）成立時間研究方向接口類型累計融資額簡介BrainCo2015教育非侵入式數(shù)千萬美元A輪融資公司產(chǎn)品從教育領(lǐng)域切入，產(chǎn)品為賦思（Focus）頭環(huán)，通過實時檢測學生的專注力、進行神經(jīng)反饋訓練等，提升學生的學習效率念通智能2016醫(yī)療康復非侵入式天使輪肢體康復設(shè)備的研發(fā)生產(chǎn)，主要產(chǎn)品是腦電帽，一款eCon無線腦電采集設(shè)備，可以從大腦表皮采集和保存用戶的腦電波信號臻泰智能2018醫(yī)療康復非侵入式數(shù)百萬人民幣腦控醫(yī)療康復系統(tǒng)研發(fā)商，主要提供輔助交互及康復治療設(shè)備，包括輔助行走、康復訓練等博?？?011神經(jīng)研究及康復非侵入式超過1億人民幣主要為神經(jīng)科學創(chuàng)新研究

30、與臨床神經(jīng)疾病診斷、治療與康復提供專業(yè)、完整的解決方案腦陸科技2018BCI+大數(shù)據(jù)非侵入式數(shù)千萬人民幣腦科學與及醫(yī)學大數(shù)據(jù)服務(wù)提供商，利用人工智能和醫(yī)學大數(shù)據(jù)等技術(shù)，主要從事腦科學基礎(chǔ)以及類腦決策/腦電圖像等方向的研究曼安智能2014通訊非侵入式-公司產(chǎn)品Mind Angel通過接收人體腦電波，將設(shè)備內(nèi)置傳感器過濾后的腦波轉(zhuǎn)化為機器設(shè)備指標布朗諾科技2016健康監(jiān)測非侵入式-腦機接口可穿戴產(chǎn)品研發(fā)商，利用腦波反饋等技術(shù)從事腦機接口技術(shù)的研發(fā)和設(shè)計。旗下主要產(chǎn)品包括掛耳式腦波與心率測試設(shè)備腦波等BeDream2016健康監(jiān)測非侵入式-BCI腦電信號分析算法實時精準展現(xiàn)睡眠狀態(tài)。可利用深度學習算

31、法為用戶定制個性化睡眠改善方案，精準推送催眠指令、特定頻率聲音腦果2000通訊與設(shè)備開發(fā)非侵入式-產(chǎn)品可將使用者頭腦中的想法直接轉(zhuǎn)化為文字、命令或數(shù)據(jù)并傳輸給其他用戶或設(shè)備。產(chǎn)品可應(yīng)用于日常生活、軍事、數(shù)據(jù)分析等領(lǐng)域。云睿智能2015設(shè)備開發(fā)非侵入式天使輪公司研發(fā)的UMind是一款前額佩戴的智能腦電穿戴設(shè)備，在大腦和外界間建立的直接連接通路，可以用于大腦與外部實現(xiàn)意念交互資料來源：36Kr， NeuraLink：提升腦機接口帶寬減小創(chuàng)口面積，實現(xiàn)超精準感知公司歷史概述： NeuraLink 成立于 2017 年，是由 Elon Musk 創(chuàng)立的腦機接口公司，研究方向為醫(yī)療領(lǐng)域的侵入式產(chǎn)品，主攻

32、針對癡呆等腦疾病的醫(yī)療解決方案。在 2019 年 7 月， Musk 表示目前已研發(fā)出一套完成的侵入式腦機接口方案，并計劃在 2Q20 完成人體實驗。侵入式方案詳解：方案是利用一臺神經(jīng)手術(shù)機器人向大腦內(nèi)植入直徑約 4-6 微米的腦電監(jiān)測線（1/10 發(fā)絲），細線將通過無線方式與 N1 傳感器連接。N1 的作用是讀取、過濾并放大接收到的腦信號。然后，N1 與 Link（外置穿戴設(shè)備）相連，Link 中包含藍牙發(fā)射器和電池，將腦信號通過藍牙的方式向外界傳輸。與傳統(tǒng)侵入式接口對比：NeuraLink 的侵入式方案能夠減小腦部創(chuàng)口，并且大幅提升探測神經(jīng)元數(shù)量，提升腦信號獲取帶寬。與傳統(tǒng)接口 Utah

33、array 相比，NeuraLink 現(xiàn)階段方案可以監(jiān)測超過 10,000 個神經(jīng)元，是 Utah array 的 10 倍，且創(chuàng)口面積僅為 Utah array 的 1/20。細線植入N1 SensorLinkLink與N1 Sensor連接 N1 Sensor 圖表 20: NeuraLink 植入方式示意圖資料來源：NeuraLink 官網(wǎng)， BrainCo & BrainRobotics：已具備成熟 C 端產(chǎn)品，逐步開拓用戶市場公司歷史概述：韓璧丞博士在 2012 年成立 BrianCo 基礎(chǔ)項目組，于 2015 年在美國波士頓成立 BrianCo，公司在教育、醫(yī)療、人機交互等領(lǐng)域均有

34、領(lǐng)先優(yōu)勢。其主要產(chǎn)品為賦思（Focus）頭環(huán)以及 BrainRobotics 的智能肌電義肢。賦思（Focus）頭環(huán)介紹：該產(chǎn)品硬件設(shè)備為一個圓形頭環(huán)，通過 4 顆 EEG 電極獲取腦信號。軟件包括 1）自研算法在信號獲取后將提取并分析信號特征，并在 2）手機 App 上顯示出定量的專注力指數(shù)。此外，App 還包括專注力訓練軟件，通過視頻、游戲等方式訓練使用者的專注力程度。目前該產(chǎn)品已經(jīng)廣泛應(yīng)用于中國、美國和西班牙等國家的學校。產(chǎn)品優(yōu)勢及特點：Focus 頭環(huán)將 EEG 電極數(shù)量減少至 4 顆，且通過自研算法將專注力定量顯示，能夠幫助家長訓練孩子的專注力水平。我們認為，該產(chǎn)品在以下方面具有領(lǐng)先

35、優(yōu)勢：1）針對性放置 EEG 電極，降低設(shè)備重量，方便攜帶；2）減小 EEG 電極數(shù)量還能降低生產(chǎn)成本；3）自研算法能夠顯示專注力指數(shù)，量化難以直接測量的腦部活動；4）提供手機 App 并且內(nèi)置專注力訓練軟件，幫助用戶提升專注力，形成完成生態(tài)閉環(huán)。圖表 21: BrainCo 發(fā)展歷程圖表 22: BrainRobotics 智能肌電義肢 2012基礎(chǔ)研究項目組成立2015美國總部正式成立2018完成A輪融資，估值約4億美元2014進駐哈佛大學創(chuàng)新實驗室2017進入中國市場，被評為全球10大腦機接口公司2019中國總部正式落戶杭州 資料來源：BrainCo 官網(wǎng)， 資料來源：BrainCo 官

36、網(wǎng)， 算法專注力頭環(huán)Focus硬件軟件圖表 23: BrainCo 主要產(chǎn)品，賦思頭環(huán) Focus圖表 24: Focus 軟硬件特點醫(yī)療級別的EEG信號探測水凝膠自有研發(fā)的EEG探測電路板資料來源：BrainCo 官網(wǎng)， 資料來源：BrainCo 官網(wǎng)， 優(yōu)化NASA公開算法及專注指數(shù)算法信號傳輸和特征提取前沿技術(shù)一體化專注力程度數(shù)據(jù)管理平臺注意力可視化和認知訓練AppCTRL-Labs（已被 Facebook 收購）：通過手環(huán)捕捉肌電信號完成交互，有望在 VR 搭載公司發(fā)展概述：Ctrl-Labs 成立于 2015 年，公司致力于開發(fā)一種能夠?qū)⒓∪庑盘栟D(zhuǎn)換為機器可續(xù)指令的腕帶產(chǎn)品。公司認為

37、未來用戶能夠使用神經(jīng)單元直接實現(xiàn)設(shè)備控制，無需通過鼠標、鍵盤、屏幕等輸入方式。該公司已在 2019 年 9 月被 Facebook 收購，公司目前正在開發(fā)一種接受腦信號的腕帶產(chǎn)品，希望成為未來人機交互的新手段。Ctrl-labs 腕帶介紹：腕帶內(nèi)置 16 排電極能夠監(jiān)測手部肌肉神經(jīng)的運動信號，并且借助機器學習算法，區(qū)分每個神經(jīng)的多個脈沖，從而將肌電信號轉(zhuǎn)變?yōu)闄C器可讀指令。該產(chǎn)品還可以操作虛擬鍵盤，將手指動作映射到 PC 或智能手機中。產(chǎn)品應(yīng)用前景：我們認為，Ctrl-Labs 腕帶未來有望在智能手機、智能手表和 VRAR 等設(shè)備中使用，實現(xiàn)非接觸式操作。由于現(xiàn)階段 VR 仍需較大空間借助攝像頭

38、完成動作捕捉，該產(chǎn)品能夠減少 VR 所需活動空間。在并入 Facebook 后，我們認為 Ctrl-Labs 有望與 Oculus形成協(xié)同效應(yīng)，優(yōu)化 VR 用戶體驗，推動 VR 滲透率提升。圖表 25: Ctrl-labs 腕帶展開圖資料來源：CTRL-Labs 官網(wǎng)， 圖表 26: Ctrl-labs 腕帶操作 Chrome“跳躍的恐龍”游戲圖表 27: Ctrl-labs 腕帶產(chǎn)品 資料來源：CTRL-Labs 官網(wǎng)， 資料來源：CTRL-Labs 官網(wǎng)， g.tec：腦機接口軟、硬件及整體解決方案供應(yīng)商公司發(fā)展介紹：g.tec 于 1999 年在奧地利成立，主要開發(fā)商用 BCI 系統(tǒng)并已

39、在全球發(fā)售。 g.tec 產(chǎn)品應(yīng)用于所有的 BCI 領(lǐng)域，包括運動圖像，可穿戴設(shè)備等。g.tec 能夠提供實驗室所需腦機接口的全部設(shè)備以及算法整體解決方案等。產(chǎn)品優(yōu)勢：g.tec 是 BCI 領(lǐng)域上游設(shè)備器材供應(yīng)商，具備完整的非侵入式接口解決方案。未來隨著腦機接口關(guān)注度提升以及非侵入式接口無創(chuàng)、接近 C 端等特點，越來越多的玩家將進入非侵入式領(lǐng)域。我們認為，EEG 軟硬件是展開腦部研究的必要設(shè)備，且設(shè)備及算法研發(fā)難度較高，g.tec 先發(fā)優(yōu)勢明顯，將率先享受腦機接口行業(yè)發(fā)展利好。 生物信號放大設(shè)備 生物信號放大設(shè)備 生物信號放大設(shè)備 可穿戴EEG頭罩 有源電極系統(tǒng) 外部刺激模擬裝置 電刺激器

40、整體解決方案圖表 28: g.tech 主要產(chǎn)品資料來源：g.tech 官網(wǎng)， 圖表 29: g.tec 設(shè)備主要應(yīng)用方向 臨床可穿戴式EEG頭罩 可穿戴式EEG與VR 臨床可穿戴式EEG與FNIRS頭罩 科研方向產(chǎn)品 中風恢復治療 Unicorn Hybrid Black 資助國際BCI大賽針對閉鎖綜合征及ALS患者的心理療法資料來源：g.tec 官網(wǎng)， Neurable：借助腦機接口優(yōu)化 VRAR 人機交互方式，推動虛擬現(xiàn)實加速滲透公司發(fā)展回顧：Neurable 成立于 2016 年，致力創(chuàng)建娛樂方向的人機交互腦機接口，能夠讓用戶借助腦電波控制 VR、AR 和智能手機。公司在 2019 年 12 月完成了 A 輪融資，將打造一款可以測量用戶腦電波并為移動設(shè)備提供操作控制的消費者頭戴設(shè)備。產(chǎn)品特點：Neurable 為 HTC Vive 開發(fā)了一套配套 VR 頭顯的腦機接口組件。該產(chǎn)品能夠使 VR 開發(fā)者創(chuàng)建由大腦控制的應(yīng)用，讓用戶可以通過大腦完成人機交互體驗。據(jù)公司介紹，該產(chǎn)品將最終成為腦機界面解決方案，用戶可以通過大腦意念來滑動菜單，選擇項目，啟動應(yīng)用程序，操縱對象，甚至完成輸入文本。應(yīng)用方向前景：Neurable 是現(xiàn)階段唯一一家娛樂領(lǐng)域的腦