瞭望 | 腦機接口瞄準關(guān)鍵一躍
關(guān)鍵詞: 腦機接口 產(chǎn)業(yè)影響力 應用場景 國際競爭 發(fā)展策略
自身產(chǎn)業(yè)規(guī)模增速樂觀、橫向撬動賦能多個行業(yè)、催生多個新行業(yè)和新職業(yè)……腦機接口的產(chǎn)業(yè)影響力異常強勁 文 | 黃文鴻 從實驗室里第一束腦電波紋被捕捉,到2025年我國市場規(guī)模將突破38億元,腦機接口(BCI)在中國正走出科幻濾鏡,完成從“產(chǎn)學研”到“用”的關(guān)鍵一躍。 這股由醫(yī)療剛性需求與消費級場景潛力共同驅(qū)動的力量,不僅成為實體經(jīng)濟的新變量,而且展現(xiàn)出塑造未來的強勁影響力。 自身垂直賽道增速樂觀 腦機接口的產(chǎn)業(yè)影響力,首先來自其自身的產(chǎn)業(yè)規(guī)模刻度。 賽迪顧問數(shù)據(jù)顯示,我國腦機接口2024~2028年市場規(guī)模預計年均增速約20%。這一增速在前沿科技領域?qū)僦懈咚剑黠@快于傳統(tǒng)裝備制造、工業(yè)機器人等成熟賽道,表明腦機接口正處于產(chǎn)業(yè)早期的穩(wěn)健增長階段。 腦機接口的增長主要由三類場景拉動: 一是醫(yī)療康復與神經(jīng)疾病治療。這是當前最核心的需求,典型場景如腦卒中后上肢康復、脊髓損傷、漸凍癥等。 二是消費與健康管理。相關(guān)場景應用目前多以非侵入式腦電圖(EEG)為主,主要產(chǎn)品形態(tài)是頭帶、耳機、帽子等,功能集中在睡眠監(jiān)測與助眠、專注力訓練、情緒舒壓、游戲交互等。 三是安全監(jiān)測、駕駛疲勞監(jiān)測等工業(yè)場景。腦機接口往往以非侵入式EEG帽子或頭帶形式出現(xiàn),結(jié)合AI實時監(jiān)測操作人員的注意力、疲勞狀態(tài)和情緒狀態(tài),以減少事故、提升安全等級。 全球多個機構(gòu)認為,2030年左右全球腦機接口市場整體將接近或突破百億美元,其中醫(yī)療應用約400億美元。多家機構(gòu)預測,在下一個十年,全球腦機接口市場復合增速大致在11%~18%。比較一致的觀點是: 醫(yī)療健康是腦機接口最成熟、占比最高的應用方向,屬于產(chǎn)業(yè)基本盤。數(shù)據(jù)顯示,2023年中國腦機接口下游解決方案企業(yè)中,醫(yī)療方向占比約56%,消費、工業(yè)、教育等非醫(yī)療行業(yè)合計約44%。預計未來10~15年在收入和利潤上大概率醫(yī)療健康仍是占比最大的板塊。 消費場景短期看體量小,但長期看爆發(fā)彈性大,增速比較樂觀。因為長遠看,腦機接口可視作“下一代人機交互入口”,會和AR/VR、可穿戴、智能家居等聯(lián)動,成為“腦控+多模態(tài)交互”的一部分,其邊界將不僅是醫(yī)療市場,而是整個智能硬件市場。 工業(yè)場景單套系統(tǒng)價值高,但項目數(shù)量有限。預計未來5~10年,工業(yè)場景應用會保持穩(wěn)健增長,但總體體量和增速都會低于醫(yī)療和消費場景,會更偏向高價值小眾市場,而不是全民普及形態(tài)。 如果成本繼續(xù)以可觀速度下降、應用場景持續(xù)突破,預計腦機接口產(chǎn)業(yè)規(guī)模可能在2030年前后迎來指數(shù)級增長的“奇點”,引爆點最可能首先出現(xiàn)在醫(yī)療康復領域,但非侵入式健康消費的應用增長也不容忽視。 換言之,最有可能引爆全行業(yè)的可能是“醫(yī)療康復+非侵入式健康消費”這兩個方向的共振。 醫(yī)療康復方面,如截癱、脊髓損傷、重度卒中、截肢等,這些人群對功能恢復有極強的剛性需求,且傳統(tǒng)療法效果有限。一旦多中心臨床試驗證明安全有效,并在醫(yī)保體系形成成熟路徑,這部分需求會迅速放量,帶動植入式和半植入式腦機接口設備的規(guī)模化采購。 非侵入式消費級產(chǎn)品方面,如果頭戴/耳戴式腦機接口產(chǎn)品可以穩(wěn)定提供如改善睡眠、緩解焦慮,或在AR/VR游戲中提供明顯優(yōu)于傳統(tǒng)手柄的沉浸體驗時,其出貨邏輯很可能類似智能手表在2015年后的普及態(tài)勢。 這兩類應用疊加,則可能對整個產(chǎn)業(yè)鏈形成上游—中游—下游同步拉動的效果:即醫(yī)療場景拉動高性能植入/半植入系統(tǒng)與上游核心材料,消費級場景拉動非侵入式模組、低成本芯片、算法平臺的大批量生產(chǎn),兩邊共用的基礎技術(shù),如信號處理、解碼算法、云平臺、安全體系等也會獲得規(guī)模收益,進一步壓低成本。 橫向撬動多個行業(yè) 只看當前,腦機接口還是一個小產(chǎn)業(yè),但決定產(chǎn)業(yè)影響力的,不是當下的產(chǎn)值,而是它在整個技術(shù)體系里的杠桿位置。 國際電信聯(lián)盟(ITU)把腦機接口形容為連接生物智能與數(shù)字世界的“神經(jīng)橋”,認為它會重塑人機交互范式,改變醫(yī)療健康、教育、工業(yè)安全等多個板塊的生產(chǎn)關(guān)系。 從產(chǎn)業(yè)鏈聯(lián)動看,腦機接口處在神經(jīng)科學、AI算法、專用芯片、材料與器件、醫(yī)療與康復、具身機器人等多條賽道的交匯點。因此,腦機接口可以說是“小體量但高杠桿”的產(chǎn)業(yè),對GDP的直接貢獻目前有限,但對產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和技術(shù)路線的影響力卻可能進行成倍放大和撬動。 也就是說,腦機接口的產(chǎn)業(yè)影響力還在于其強大的滲透性和賦能性——它可能成為像電力、互聯(lián)網(wǎng)一樣的通用目的技術(shù),以“神經(jīng)鏈接”為核心紐帶,撬動芯片制造、消費電子等多行業(yè)聯(lián)動發(fā)展,形成上下游協(xié)同的巨量產(chǎn)業(yè)生態(tài),重塑其他產(chǎn)業(yè)。 從技術(shù)和產(chǎn)業(yè)邏輯看,只要關(guān)鍵器件國產(chǎn)化、軟硬件標準統(tǒng)一、開發(fā)平臺開放、神經(jīng)數(shù)據(jù)治理有章可循等前提到位,腦機接口完全有機會成為類似觸控屏或語音交互的基礎平臺,并在醫(yī)療康復+具身機器人、安全生產(chǎn)+人機協(xié)同、智能康養(yǎng)+數(shù)字人等多個交叉口上,發(fā)揮跨行業(yè)的基礎平臺能力,打破原有產(chǎn)業(yè)邊界。 在醫(yī)療領域,腦機接口已經(jīng)開始出現(xiàn)平臺化雛形。比如我國首例侵入式腦機接口臨床試驗里的受試者,通過植入系統(tǒng)實現(xiàn)了意念下棋、玩賽車游戲,團隊下一步計劃讓其控制機械臂、機器狗、具身機器人等外設,實際上已經(jīng)把腦機接口系統(tǒng)變成可連接多種終端的“神經(jīng)交互平臺”。 腦機接口對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的賦能潛力,既體現(xiàn)在“把人從局部約束里解放出來”,也體現(xiàn)在“讓機器第一次真正看見人的內(nèi)部狀態(tài)”。凡是人機協(xié)作程度高、對安全和效率要求高、又存在勞動強度大或技能瓶頸的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè),都有可能被腦機接口“重塑”。 判斷某個傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)是否適合被腦機接口重塑,大體有四個考量:其一,這個行業(yè)的關(guān)鍵崗位是不是高度依賴人的認知狀態(tài)和運動意圖,如果“看懂大腦在想什么”能顯著降低出錯率或提升效率,腦機接口的邊際價值就會很大; 其二,這條產(chǎn)業(yè)鏈對安全性和可追溯性的剛性要求有多高,比如神經(jīng)重癥治療的誤診率和經(jīng)濟負擔極高,引入腦機接口后能把腦積水的診斷時間從幾天縮短到半小時,還能量化效果,這種場景就天然適合深度改造; 其三,是否存在與AI、大模型、具身機器人、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等其他技術(shù)的耦合基礎,如果已經(jīng)在用大量傳感器和智能裝備,只是缺一塊“人的狀態(tài)接口”,腦機接口的引入會更加順滑; 其四,是倫理和監(jiān)管的可接受度。 比如制造業(yè),從人形機器人到智能工廠,已經(jīng)在討論通過腦機接口讓工人以更自然的方式協(xié)同具身機器人,負責高技能、高判斷的部分,把高風險、重復性的動作交給機器。農(nóng)業(yè)、能源等傳統(tǒng)行業(yè)中,腦機接口可能會以“腦機+無人機”“腦機+遠程機械臂”等形式出現(xiàn),也已經(jīng)有團隊用腦機接口控制無人機長時間飛行,這類技術(shù)如果和遠程監(jiān)測、數(shù)字孿生等結(jié)合起來,也會開啟一些新的運維模式。 同時要看到,產(chǎn)業(yè)生態(tài)協(xié)同將放大、倍增腦機接口的產(chǎn)業(yè)影響力。腦機接口本身只是一個“腦和機器之間的接口”,要想真正成為產(chǎn)業(yè)力量,一定要嵌入更大的生態(tài)之中。一方面是技術(shù)生態(tài),腦機接口發(fā)展不能是零散項目,而要和AI芯片、操作系統(tǒng)、工業(yè)軟件、智能裝備等共同形成“底座+應用”的生態(tài)結(jié)構(gòu)。另一方面是區(qū)域和產(chǎn)業(yè)生態(tài),以產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)的方式,開拓一批新場景、新模式、新業(yè)態(tài),形成放大效應。 催生新行業(yè)、新職業(yè) 不僅是縱向自身產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景樂觀,也不僅是橫向賦能其他行業(yè),腦機接口的產(chǎn)業(yè)影響力,還體現(xiàn)在可能誕生一些前所未有的新行業(yè)、新職業(yè)。 新行業(yè)層面,已經(jīng)有幾條比較清晰的賽道。 比如腦機康復產(chǎn)業(yè),從植入式腦機接口幫助截癱、漸凍癥患者恢復通信能力,到外骨骼+腦控康復訓練,再到可穿戴神經(jīng)反饋設備輔助抑郁、癲癇等疾病管理,相關(guān)領域在全球投資和臨床試驗布局中相當活躍。 再如神經(jīng)數(shù)據(jù)與AI服務業(yè),和以往的數(shù)據(jù)經(jīng)濟類似,腦機接口在醫(yī)療和消費場景中產(chǎn)生的神經(jīng)數(shù)據(jù),正在催生新的數(shù)據(jù)平臺、算法公司和安全服務。已經(jīng)有學者和監(jiān)管機構(gòu)提出將神經(jīng)數(shù)據(jù)作為獨立法律概念,并圍繞其設計治理工具,這意味著會誕生以腦數(shù)據(jù)采集、標注、建模、脫敏和托管為核心的新型服務業(yè)。 在新職業(yè)方面,國外招聘網(wǎng)站和專業(yè)平臺已能看到相當豐富的譜系:全球性跨國招聘平臺公司Indeed在美國加州列出100多個與腦機接口相關(guān)崗位,包括腦機接口算法研究科學家、腦機接口固件工程師、應用軟件工程師等。國內(nèi)也有“腦機接口軟件設計工程師”“腦機接口算法工程師”等崗位,今明兩年上述崗位招聘人數(shù)預計實現(xiàn)翻倍。 此外,天津大學、清華大學、哈爾濱工業(yè)大學等高校已相繼開設腦機接口專業(yè)方向或研究機構(gòu),培養(yǎng)跨生物醫(yī)學、電子工程、計算機多學科背景的復合人才。 更前瞻一步看,除研發(fā)和工程崗位,未來還可能出現(xiàn)三類新職業(yè)群,包括聚焦臨床與康復場景的“腦機接口康復治療師”“神經(jīng)功能評估師”,面向消費級神經(jīng)技術(shù)的“腦健康教練”“神經(jīng)反饋訓練師”“腦機交互體驗設計師”;以及“神經(jīng)倫理學家”“腦數(shù)據(jù)隱私合規(guī)顧問”等偏人文社科與法律的崗位。目前歐美已有大學和醫(yī)院設立專門的神經(jīng)倫理學項目和跨學科培養(yǎng)路徑。 綜合來看,腦機接口不會簡單地“擠壓”現(xiàn)有高端人才市場,而更可能會在未來10~15年重塑其結(jié)構(gòu):一方面,催生數(shù)量可觀、能力復合的新職業(yè)群體,形成相對獨立但又與AI、芯片、醫(yī)療等高度耦合的“神經(jīng)人才生態(tài)”;另一方面,倒逼我們在教育、職稱、科研評價和人才流動機制上更大膽地創(chuàng)新,讓真正懂“腦+機+人”者,在中國被發(fā)現(xiàn)、被成就,也被合理激勵。 發(fā)展腦機接口五要訣 有鑒于腦機接口未來可觀的產(chǎn)業(yè)影響力,國際競爭愈益激烈,不少地方和資本躍躍欲試。面對炙熱的發(fā)展態(tài)勢,更需清晰分析、把握自身在相關(guān)版圖中的位置,以及優(yōu)勢和不足。 在腦機接口的全球競爭中,中國雖然在一些基礎理論上還在追趕,但整體已經(jīng)站入第一梯隊,從追趕者變成了并跑者。 從技術(shù)和臨床進展看,中國已經(jīng)完成多項具有標志性的里程碑。比如中國科學院腦科學與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心牽頭的首例侵入式腦機接口人體臨床試驗,把中國推到少數(shù)能做臨床級侵入式BCI的國家之列。 從生態(tài)和能級看,中國既有大規(guī)模工程化和制造能力,又有AI、大模型、具身機器人等配套產(chǎn)業(yè)。 當然更細分地看,神經(jīng)科學基礎研究、原創(chuàng)的人機交互范式等靠長期積累形成的軟實力上,美國和部分歐洲團隊仍然領先,中國在算法創(chuàng)新、認知機制理解和開放生態(tài)建設上還有不少追趕空間。但整體講,中國的腦機接口生態(tài)已經(jīng)從零散布局走向系統(tǒng)成型,形成了從實驗室到醫(yī)院、再到產(chǎn)業(yè)的“直通車”通道。 我國發(fā)展腦機接口有政策環(huán)境、應用場景和數(shù)據(jù)資源三大優(yōu)勢。中國有龐大的神經(jīng)疾病和康復人群,又是全球最大工業(yè)制造國之一,在神經(jīng)康復、重癥監(jiān)護、工業(yè)安全、教育訓練等場景上有天然的需求紅利,這為算法訓練和產(chǎn)品迭代提供了肥沃土壤,疊加政策為技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供的資金扶持、人才培養(yǎng)、標準制定等保障,以及產(chǎn)、學、研、醫(yī)協(xié)同,勢必加速技術(shù)從“可用”向“好用”升級,為全球腦機接口產(chǎn)業(yè)發(fā)展貢獻中國方案。 同時也要看到我們?nèi)矫娌蛔悖饕窃瓌?chuàng)理論與部分上游仍有“卡脖子”技術(shù)需要突破,標準與治理體系有待進一步完善并細化空間,人才供給與教育體系尚不能完全跟上產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來的“爆炸式”需求。 結(jié)合我國發(fā)展腦機接口的優(yōu)勢和不足,有意布局腦機接口的地方和機構(gòu)需審慎注意以下五方面情況: 第一,先選賽道,再談布局。腦機接口內(nèi)部差異非常大,技術(shù)路線有侵入式、半侵入式、非侵入式;產(chǎn)品類型則有偏嚴肅醫(yī)療、工業(yè)安全、消費健康等。一個地區(qū)、一家企業(yè)不可能什么都做,要結(jié)合自己的基礎,比如有三甲醫(yī)院、醫(yī)工團隊的,可重點關(guān)注醫(yī)療和康復;有機器人、傳感器和制造能力的,可主攻“腦機+具身機器人”“腦機+工業(yè)安全”;有內(nèi)容和渠道的,更適合從非侵入式腦健康、互動娛樂切入,避免面面俱到、一哄而上。 第二,謀生態(tài),不只是上項目。腦機接口不是單一設備,其背后是一整條鏈,包括基礎研究、關(guān)鍵器件(如柔性電極、專用芯片)、系統(tǒng)平臺,再到醫(yī)院和工廠里的示范應用。布局時就要同步設計高校+科研院所+醫(yī)院+企業(yè)+資本的協(xié)同機制,建好測試驗證平臺和示范場景,讓技術(shù)有地方試、數(shù)據(jù)有地方來、產(chǎn)品有地方用,而不是孤零零的幾個科研項目。 第三,前置監(jiān)管、倫理和安全治理。腦機接口采集的是腦信號,牽涉神經(jīng)數(shù)據(jù)隱私、知情同意、用途邊界等,這在全球均屬敏感話題。在規(guī)劃項目、建設園區(qū)時,要同步考慮數(shù)據(jù)合規(guī)、倫理審查、風險預案等,把相關(guān)要求寫進制度、嵌進流程,守住安全底線和輿論底線,未來就能走得更穩(wěn)、更遠。 第四,有足夠長的時間視角和資本耐心。從國家規(guī)劃看,基本節(jié)奏是2027年關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)、2030年形成有國際競爭力的生態(tài)。也有一些研究機構(gòu)預測腦機接口將在2040年走向千億級規(guī)模。應該說,腦機接口本身就是一個長坡厚雪的賽道。無論是政府部門的政策設計,還是社會資本的投資布局,都要接受一個現(xiàn)實:前幾年更多是在打基礎、做示范,要用組合投資、分階段推進等方式降低風險。 第五,把腦機接口放在更大的技術(shù)版圖里統(tǒng)籌。腦機接口天然需要和AI算力、大模型、具身機器人等協(xié)同演進,如果在一個區(qū)域的未來產(chǎn)業(yè)規(guī)劃里,能把“腦機+算力+機器人+安全”放在一起考慮,比如同一園區(qū)同時布局腦機接口試驗場、機器人開放平臺、數(shù)據(jù)與隱私治理基礎設施,那么腦機接口就更有機會從一個“好看的設備”,升級為能夠重塑醫(yī)療、制造、康養(yǎng)等多個行業(yè)的基礎性平臺能力。(作者為中國電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究院軟件產(chǎn)業(yè)研究室副主任)
【責任編輯:陳聽雨】