1、請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告|2022022 2年年1111月月1111日日行業研究行業研究 深度報告深度報告 傳媒傳媒 傳媒傳媒投資評級:超配(維持評級)投資評級:超配(維持評級)元宇宙系列深度研究:腦機接口現狀與未來元宇宙系列深度研究:腦機接口現狀與未來證券分析師:張衡021-S0980517060002證券分析師:夏妍021-S0980520030003請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容核心觀點核心觀點腦機接口(腦機接口(Brain-Computer InterfaceBrain-Computer Interface,BCIBCI):狹義
2、上是在大腦與外部環境之間建立一種全新的不依賴于外周神經(PNS)和肌肉的交流與控制通道,通過測量和采集中樞神經系統(CNS)活動,并將其直接轉譯為可被外界人工設備識別的信號或指令,從而實現大腦與外部設備的直接交流與控制(輸出式BCI)。技術發展上,腦機接口已經從早期的學術探索進入到應用實驗的階段;根據信號采集過程對大腦的侵入程度,其可以被分為侵入式和非侵入式;從信息傳輸方向,可以分為從腦到機、機到腦、腦到腦和腦機融合四個方向。腦機接口應用領域與市場前景廣闊腦機接口應用領域與市場前景廣闊。1)根據Mckinsey的研究報告,預計腦機接口相關市場規模在2030-2040期間可達700億-2000億
3、美元,具備廣闊的市場應用前景;2)應用場景上來看,一方面對腦機制的根本理解可為腦疾病帶來新型療法,另一方面,依托腦機接口的意念控制機器、腦控開關等新一代交互方式在醫療、教育和消費品等市場具備較大的應用潛力。具體來看,腦機接口技術有望在醫療健康、游戲娛樂(VR/AR、游戲等)、教育等場景大放異彩;長期來看,腦機接口有望成為連接現實世界與數字世界重要入口,構建元宇宙時代的核心技術底座;3)產業發展上,目前全球提供腦機接口產品和業務的公司有兩百余家,主要集中在美國和中國;互聯網科技巨頭紛紛介入腦機接口領域。谷歌、微軟、Facebook 等科技巨頭也開始布局開發底層技術。2014年后阿里、百度、科大訊
4、飛等公司以投資并購方式入局腦機接口領域,陸續推出各自人工智能腦計劃。例如,科大訊飛研究課堂教學方法改進和效果評估;淘寶研究意念購物下單;游戲公司米哈游與大學合作打造結合腦機技術的“虛擬世界”游戲等等;4)產業政策上,2016年我國啟動中國腦計劃腦科學和類腦科學研究。在十四五規劃和 2035 年遠景目標綱要中,人工智能和腦科學為國家戰略科技力量,規劃中進一步指出需要加強原創性和引領性科技攻關,集中優勢資源攻關科技前沿領域。2022年10月上海市則發布上海打造未來產業創新高地發展壯大未來產業集群行動方案,加速非侵入式腦機接口技術、腦機融合技術、類腦芯片技術、大腦計算神經模型等領域突破。加強腦科學相
5、關研發創新,探索腦機接口技術在醫療康復領域的運用。部分頭部公司在場景和產品上邁出重要里程碑部分頭部公司在場景和產品上邁出重要里程碑。1)海外市場來看,Synchron于2021年成為第一家從美國FDA獲得臨床研究性器械豁免(IDE)以進行永久植入BCI臨床試驗的公司。創立于2012年的MindMaze已經推出MindMotion Go(家庭神經系統康復平臺)、MindPod(通過動畫游戲體驗促進患者運動技能和認知功能的恢復)、Elvira(具有AR、VR、手部跟蹤和神經傳感器的混合現實頭顯)三大產品平臺,并有眾多頭部公司、創業團隊、科研機構持續加入;2)國內亦出現了以腦陸科技、博??档葹榇淼?/p>
6、創業團隊、以清華大學、中科院等為代表科研機構持續加大投入。投資建議:關注技術進展,把握上下游投資機會及場景落地可能。投資建議:關注技術進展,把握上下游投資機會及場景落地可能。當前腦機接口相關技術尚處于早期,但是從應用領域和未來商業價值上均具備較大潛力,建議重點關注兩條主線:1)技術驅動下的軟硬件領域,關注采集、外控、醫療設備、消費電子等領域進展;2)長期來看,腦機接口相關軟硬件技術有望在VR/AR、元宇宙等領域成熟落地并帶來全新交互體現,持續看好元宇宙、VR/AR等領域發展,關注a)在腦機接口領域布局的相關標的三七互娛(旗下產業基金投資腦機 AI 技術公司華南腦控)、湯姆貓(與杭州妞諾霄云戰略
7、合作,設立金科湯姆貓生命科技與浙江大學等機構合作)等標的;b)元宇宙/VRAR受益標的:游戲(愷英網絡、寶通科技、完美世界、三七互娛等),視頻(頭部視頻平臺、影視內容公司、直播電商等場景,關注芒果超媒、星期六、華策影視、奧飛娛樂、光線傳媒、中文在線、捷成股份等),數字藏品(視覺中國、浙文互聯、三人行等)。VXcZlXhUfWlVoOXZkXuXaQaO9PtRpPmOnPkPrQmNkPnMqM9PmMxPMYsOvMMYmOoP請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容腦機接口:定義與歷史0101應用場景廣闊,產業發展方興未艾0202典型場景與公司0303投資建議0404目錄目錄請務必閱讀
8、正文之后的免責聲明及其項下所有內容腦機接口概況0101請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容1.1 1.1 什么是腦機接口什么是腦機接口 人的神經系統可以大致分為中樞神經系統(Central Nervous System,CNS)和外周神經系統(Peripheral Nervous System,PNS)。通常情況下,腦中樞神經系統(CNS)的活動通過外周神經系統(PNS)連接身體的感覺、運動、語言等信息收發器官實現身體內部與外部環境的信息交互。腦機接口(Brain-Computer Interface,BCI)狹義上是在大腦與外部環境之間建立一種全新的不依賴于外周神經(PNS)和肌肉的
9、交流與控制通道,通過測量和采集中樞神經系統(CNS)活動,并將其直接轉譯為可被外界人工設備識別的信號或指令,從而實現大腦與外部設備的直接交流與控制(輸出式BCI)。除了狹義上的輸出式BCI,廣義的BCI還包括輸入式BCI和交互式BCI。其中,輸入式BCI主要由外部設備或機器繞過外周神經(PNS)或肌肉系統直接向大腦輸入電、磁、聲和光的刺激等或神經反饋,以調控中樞神經活動。交互式BCI則是通過輸出式BCI和輸入式BCI由神經反饋構成交互式的閉環系統。最初研究腦機接口的主要驅動力是期望將其用作運動障礙患者的新型輔助技術。隨著腦機接口的快速發展也逐漸激發了其他領域的強烈興趣。目前,腦機接口的應用范圍
10、已遠遠超出了臨床醫學領域,拓展應用到情緒識別、虛擬現實和游戲等非醫學領域。腦機接口理念示意圖腦機接口理念示意圖資料來源:康橙投資,國信證券經濟研究所整理請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容1.2 1.2 腦機接口的發展歷史腦機接口的發展歷史以腦機接口的基礎理論及應用里程碑為標準,腦機接口的發展可以分為三個階段:學術探索期學術探索期(20世紀20年代70年代)1924年德國精神醫學家Hans Berger首次檢測發現了腦電波(Electroencephalogram,EEG),為大腦研究奠定了基礎;發現了腦電分析重要指標,即腦電圖、與大腦不同狀態相關的波和波??茖W論證期科學論證期(20世
11、紀70年代2000年)1970 年美國國防高級研究計劃局(DARPA)開始組建團隊研究腦機接口技術;1973年首篇以“腦計算機通訊”命名(brain-computer communication)的論文;1998 年 Emory 大學的 Philip Kennedy 和 Roy Bakay 以侵入式腦機接口協助腦干中風患者控制電腦光標,布朗大學同年實現電腦芯片和人腦連接的 BrainGate 技術;1999 年和 2002 年兩次腦機接口國際會議的召開為腦機接口技術的發展指明了方向。應用實驗期應用實驗期(2000年至今)進入21世紀后,隨著神經科學與相關技術的不斷突破,腦機接口技術開始快速發展
12、,腦機接口技術進入科學論證階段。腦機接口技術的發展歷程腦機接口技術的發展歷程資料來源:中國信息通信研究院,國信證券經濟研究所整理請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容1.3 1.3 腦機接口的原理腦機接口的原理 大腦和意識的物理本質是電活動。腦神經在遇到刺激或思考時,細胞膜外大量鈉離子會涌入細胞內,進而打破原有電位差形成電荷移動,從而出現局部電流,電流傳遞過程中繼續刺激其他神經元,最終形成意識,這些意識或被解讀,或形成運動指令輸出給身體。大腦不同狀態下腦電信號特點各異,使腦電分析成為可能。大腦功能的分區對應于人體不同器官和肢體功能。大腦不同分區負責感知覺、運動、注意、記憶、認知、語言、思
13、維、情緒等各種功能。腦機接口技術通過采集這些不同腦功能區位置與不同深度的電信號,通過預處理、特征提取和模式識別,從而實現對大腦活動狀態或意圖的解碼,并可以把大腦活動狀態、解碼結果、與外界通信或控制結果反饋給用戶,進而調節其大腦活動以獲得更好的性能。解讀腦信號是搭建腦機接口系統的關鍵環節。腦信號的解讀通過事先在腦信號與思維任務之間建立映射模型,實時處理在線記錄的腦信號并將其轉化為機器指令從而控制外部設備。與此同時,大腦實時接收腦機接口的反饋結果。部分腦電信號種類及特點部分腦電信號種類及特點資料來源:蛋殼研究院,國信證券經濟研究所整理請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容1.4 1.4 腦機
14、接口系統流程腦機接口系統流程 腦機接口的目的是把大腦活動轉變成對設備的控制指令,或者通過刺激大腦提供感覺反饋或修復神經功能。腦機接口的實現通常涉及下述多個處理步驟:1.腦信號采集:感知和測量大腦信號,獲得足量的腦電數據,將信號傳遞給信號處理單元組件。2.腦信號處理與解碼:信號處理功能包括腦信號預處理、特征提取和模式識別三個步驟。腦信號預處理旨在去除信號噪聲以提升信號質量,提高信噪比。特征提取根據特定的BCI范式所設計的心理活動任務相關的神經信號規律,采用時域、頻域、空域方法或相結合的方法提取特征。模式識別通過采用先進的模式識別技術或機器學習算法訓練分類模型,針對特定的用戶定制特征提取和解碼模型
15、。3.控制接口:根據具體的通信或控制應用要求,控制接口把上述解碼的用戶意圖所表征的邏輯控制信號轉換為語義控制信號,并由語義控制信號轉化為物理控制信號。4.機器人等外設:與腦機接口通信或可控制的外部設備可以是多種多樣的,視具體的應用而不同,可以是計算機系統(操作其字符輸入/光標移動等),也可以是機器系統(如康復機器人、神經假肢和輪椅等)。5.神經反饋:實現雙向腦機交互的關鍵技術,其應用了條件反射和人腦可塑性通過神經反饋可以把用戶的腦活動特征、解碼結果以及與外設通信或控制的結果以視覺、聽覺或觸覺等方式可視化地反饋給用戶,以調整用戶的心理活動,從而調節用戶的腦信號,最終提升腦機交互的性能。腦機接口系
16、統示意圖腦機接口系統示意圖資料來源:中國人工智能產業發展聯盟,國信證券經濟研究所整理請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容1.51.5 腦機接口的分類腦機接口的分類 根據腦機接口信號采集過程對大腦的侵入程度,可以被分為侵入式侵入式和非侵入式非侵入式。侵入式:需要借助一定形式的外科手術來實現,其過程為移除一部分顱骨,在大腦中植入電極或植入物,再將移除的顱骨部分放回原處。因為大腦沒有內部疼痛感受器,所以記錄本身并不會帶來痛苦。主要技術為皮層腦電(ECoG)和單個神經元記錄(Spikes)。優點:高質量和高信噪比的神經信號,細胞水平的空間分辨率和時間分辨率較高;缺點:1)穿透血腦屏障可能導致感
17、染;2)免疫反應組織對電極形成的包圍能使電信號質量隨時間下降;3)植入過程中,可能對完好無損的大腦回路產生損害。非侵入式:無需動手術,直接從大腦外部采集大腦信號。常用的非侵入式信號有頭皮腦電(EEG)、功能近紅外光譜(fNIRS)、功能性磁共振成像(fMRI)、腦磁(MEG)等。優點:安全性高、成本低、可接受度高,成為面向消費應用市場的主流;缺點:由于顱骨導致的信號衰減作用和電場分散模糊效應,導致信號分辨率低,很難確定發出信號腦區或相關放電的單個神經元,導電膏失效時信號也無法傳輸。三種不同的檢測腦電活動方式三種不同的檢測腦電活動方式資料來源:中國人工智能產業發展聯盟,國信證券經濟研究所整理不同
18、腦信號采集技術的分辨率不同腦信號采集技術的分辨率資料來源:中國人工智能產業發展聯盟,國信證券經濟研究所整理請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容1.51.5 腦機接口的分類腦機接口的分類 未來腦機技術的創新發展按照信息傳輸方向分類,或將是從腦到機腦到機、機到腦機到腦、腦到腦腦到腦和腦機融合腦機融合四個方向發展?!澳X到機”的信息傳輸方向是由大腦到機器。通過腦信號檢測技術獲取神經系統的活動變化,識別信號類別和動作意圖,用計算機把思維活動轉變成命令信號驅動外部設備,實現大腦直接控制外部環境?!皺C到腦”的信息傳輸方向由機器到大腦。對生物大腦或其他神經系統特定部位施加精細編碼的外部刺激(如微電刺激
19、、光刺激),來喚醒或控制生物的某些特定感受和行為?!澳X到腦”是大腦與大腦之間的網絡通信。通過對一個大腦的神經信號實時解碼并重新編碼后直接傳輸到另一個大腦,從而對另一個大腦產生作用。大腦間直接通信可作為新型生物體交互手段,對神經康復、腦機協同具有重要參考價值。目前相關研究較少?!澳X機融合”是大腦和機器的深度融合。大腦與機器互相適應、協同工作,把生物腦的感知能力與機器的計算能力結合,生物和機器在信息感知、信息處理、決策判斷,甚至記憶、意圖多個層次相互配合?!澳X到機腦到機”-漸凍癥患者通過腦機接口與外界交流漸凍癥患者通過腦機接口與外界交流資料來源:Nature,國信證券經濟研究所整理“腦到機腦到機”
20、-通過腦機接口將腦中筆跡轉為屏幕字句通過腦機接口將腦中筆跡轉為屏幕字句資料來源:MIT Technology Review,國信證券經濟研究所整理請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容1.6 1.6 腦機接口的主要技術腦機接口的主要技術 腦機接口的技術體系主要分為硬件層和軟件層。硬件層包括腦電采集設備和外控設備 腦電采集設備包括核心部件和器件、電極、芯片、電源和材料;外控外聯設備包括機械臂、仿生手、無人機等。軟件層包括生物信號分析、核心算法、通信計算和安全隱私。腦機理認知方面一定程度上也屬于軟件仿真和實現的重要方面。隨著對腦機理的不斷認知,采集獲取的數據量越來越龐大,未來將陸續面臨數據壓
21、縮算法和存儲技術,以及高通量高速數據無線傳輸等方面的挑戰。此外,基于腦電的信息認證及信息安全、隱私保護也將是軟件層重點研究和解決的問題。腦機接口技術體系腦機接口技術體系資料來源:中國信息通信研究院,國信證券經濟研究所整理請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容1.7 1.7 腦機接口產業鏈腦機接口產業鏈腦機接口產業鏈腦機接口產業鏈資料來源:量子位,國信證券經濟研究所整理請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容應用場景廣闊,產業發展方興未艾0202請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容2.1 2.1 腦機接口前景廣闊腦機接口前景廣闊 腦機接口技術市場應用廣闊。隨著計算機科學、神經生
22、物學、數學、康復醫學等相關學科的不斷探索與交叉融合,腦機接口技術正從基礎科研走向市場。一方面,對腦機制的根本理解可為腦疾病帶來新型療法,另一方面,業界認為未來10-15年或將出現新一代交互方式,用意念控制機器、腦控開關等都將會成為現實,在醫療、教育和消費品等市場應用潛力巨大。預計未來市場規模發展潛力大。根據Mckinsey于2020年出具的研究報告,預計腦機接口相關市場規模在2030-2040期間可達700億-2,000億美元。全球腦機接口預計市場規模(全球腦機接口預計市場規模(2030 20402030 2040)資料來源:Mckinsey,國信證券經濟研究所整理請務必閱讀正文之后的免責聲明
23、及其項下所有內容2.2 2.2 腦機接口腦機接口 X X 醫療健康醫療健康腦機接口在醫療健康領域的應用 腦機接口技術在醫療健康領域有廣闊的應用前景。腦機接口技術可以直接實現大腦與外部設備的交互,跨越常規的大腦信息輸出通路,在醫療健康領域應用場景廣泛。同時,隨著現代醫學對大腦結構和功能的不斷探索,人類已經對運動、視覺、聽覺、語言等大腦功能區有了較為深入的研究,那么通過腦機接口設備獲取這些大腦區域的信息并分析,在神經、精神系統疾病的體檢診斷、篩查監護、治療與康復領域擁有廣泛的應用。醫療健康領域是目前腦機接口最大的市場應用領域,也是增長最快的領域。腦機接口在醫療健康的領域的主要應用場景包括:1.肢體
24、運動障礙診療 輔助性腦機接口:通過腦機接口設備獲取患者的運動意圖,實現對假肢、外骨骼或輪椅等外部設備的控制。例如2019年BrainCo旗下的BrainRobotics可以直接與肢體殘端的神經和肌肉對接,用戶可以用自己的大腦來控制它??祻托阅X機接口:由于中樞神經系統具備可塑性,經過腦機接口設備直接作用于大腦進行重復性反饋剌激,可以增強神經元突觸之間的聯系,實現修復??祻托訠CI常與虛擬現實(virtual reality,VR)技術結合,創建BCI同步閉環康復系統,模擬產生三維空間的虛擬場景,并通過 VR 設備向用戶進行視覺反饋。BrainRoboticsBrainRobotics可以通過大腦
25、控制的假肢可以通過大腦控制的假肢資料來源:BrainCo官網,國信證券經濟研究所整理20142014年巴西世界杯截肢殘疾者利用腦機接口技術開球年巴西世界杯截肢殘疾者利用腦機接口技術開球請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容2.2 2.2 腦機接口腦機接口 X X 醫療健康醫療健康腦機接口在醫療健康領域的應用 腦機接口在醫療健康的領域的主要應用場景包括:2.意識與認知障礙診療:通過腦機接口設備獲取并分析“植物人”患者的腦電信號,掌握患者的意識狀態,實現意識障礙診斷與評定,甚至與意識障礙患者實現交流。有助于醫生判別患者是否有喚醒康復的可能,有針對性的采取治療措施。3.精神疾病診療:基于腦電信
26、號的情感識別研究用于輔助抑郁癥、焦慮癥等精神類疾病發病機制的研究和治療。4.感覺缺陷診療:使患者自身的感覺信息被腦機接口設備解碼,實現感覺恢復,目前該項技術已經在聽覺、視覺、觸覺等感覺缺陷診療中發揮積極作用,未來可期。5.癲癇和神經發育障礙診療:通過腦電輸出和判斷大腦的功能和疾病的信號,以誘發患者功能區的響應,通過手術切除、熱凝、激光損毀等技術實現改變和治療大腦的癲癇網絡,已經在臨床成熟應用。無意識植物人狀態患者使用腦機接口設備實現交流無意識植物人狀態患者使用腦機接口設備實現交流資料來源:中國人工智能產業發展聯盟,國信證券經濟研究所整理資料來源:中國人工智能產業發展聯盟,國信證券經濟研究所整理
27、非侵入式可穿戴腦電波康復系統被證明可改善孤獨癥兒童的神經調節非侵入式可穿戴腦電波康復系統被證明可改善孤獨癥兒童的神經調節請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容腦機接口在娛樂領域的應用 在娛樂領域,腦機接口呈現出與玩具、VR/AR 結合的發展特征。出現腦控小車、腦控 VR/AR 等產品。美國科技公司 Cognixion 在 2020年發布了基于腦機接口的 AR 頭顯,可在屏幕、游戲、電話、辦公影音等多個場景實現沉浸式體驗。云睿智能(EEGSmart)開發出了基于腦機接口技術用一年操控的意念無人機Udrone。目前腦機接口游戲產品主要以評估專注力為主的初級游戲為主。游戲模式相對簡單,與移動游
28、戲產業最初的“捕魚”“切水果”模式類似。2.2 2.2 腦機接口腦機接口 X X 娛樂內容娛樂內容CognixionCognixion發布基于腦機接口的發布基于腦機接口的ARAR頭顯頭顯資料來源:Cognixion官網,國信證券經濟研究所整理EEGSmartEEGSmart發布的發布的UdroneUdrone意念無人機意念無人機資料來源:EEGSmart官網,國信證券經濟研究所整理NeuroSkyNeuroSky發布的可用于玩游戲的頭戴設備發布的可用于玩游戲的頭戴設備MindwaveMindwave Mobile 2 Mobile 2資料來源:NeuroSky官網,國信證券經濟研究所整理請務必
29、閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容2.3 2.3 腦機接口腦機接口 X X 教育、智能家居、汽車等教育、智能家居、汽車等腦機接口在其他領域的應用 教育領域:腦機接口技術在教育領域的應用包括注意力監測、壓力監測、教學設計、智能學習和記憶增強,甚至會顛覆現有教育模式。清華大學心理學系和教育研究院聯合團隊已經研究發現,數學期末考試中可以記錄到與學生數學焦慮特質顯著相關的神經生理標志物,基于腦機接口技術和神經反饋技術,可以通過調控該神經生理標志物緩解和改善學生的數學焦慮。其他領域:被動式腦機接口技術在應急管理部門、安防、電力、鐵路、交通等行業也具有廣闊應用前景。其中疲勞監測是熱點方向。澳大利亞的
30、SmartCap 公司生產的智能帽可實時采集駕駛員(尤其是采礦、物流、客運等專業司機)的腦電信號并分析,從而判斷駕駛員的疲勞狀態。SmartCapSmartCap通過手機實時進行疲勞監測通過手機實時進行疲勞監測資料來源:SmartCap官網,國信證券經濟研究所整理BrainCoBrainCo為學生研發的專門設備為學生研發的專門設備NeuroMakerNeuroMaker STEM Kit STEM Kit資料來源:BrainCo官網,國信證券經濟研究所整理請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容2.3 2.3 腦機接口:元宇宙的終極入口?腦機接口:元宇宙的終極入口?Roblox:通向“元宇
31、宙”的8個關鍵特征,即Identity(身份)、Friends(朋友)、Immersiveness(沉浸感)、Low Friction(低延遲)、Variety(多樣性)、Anywhere(隨地)、Economy(經濟)、Civility(文明)VR/AR構成了當前進入虛擬3D數字世界的主要方式 黑客帝國 VS 頭號玩家,腦機接口有望成為元宇宙入口的終極形態黑客帝國黑客帝國頭號玩家頭號玩家RobloxRoblox元宇宙元宇宙8 8個關鍵特征個關鍵特征資料來源:公司公告,國信證券經濟研究所整理資料來源:豆瓣,國信證券經濟研究所整理資料來源:豆瓣,國信證券經濟研究所整理請務必閱讀正文之后的免責聲明
32、及其項下所有內容2.4 2.4 腦機接口產業發展加速腦機接口產業發展加速 腦機接口企業的增長數量加速,腦機產業邁入蓬勃發展階段。目前全球提供腦機接口產品和業務的公司有兩百余家,主要集中在美國和中國。在 2014 年以后,由于腦機接口技術成熟度提升,產品和服務廣泛被市場接受,不斷有新公司進入該領域,目前每年新增公司超過10家,明顯高于2014年前水平。全球腦機接口專利申請近些年加速增長,成果轉化踐行積極。2010年至2021年期間,腦機接口的有效發明和實用新型專利許可量達到一百余件,2015年開始許可活動逐漸活躍,年許可量接近10件,一定程度體現出技術逐步走出實驗室,向產業應用落地?;ヂ摼W科技巨
33、頭紛紛介入腦機接口領域。谷歌、微軟、Facebook 等科技巨頭也開始布局開發底層技術。2014年后阿里、百度、科大訊飛等公司以投資并購方式入局腦機接口領域,陸續推出各自人工智能腦計劃。例如,科大訊飛研究課堂教學方法改進和效果評估;淘寶研究意念購物下單;游戲公司米哈游與大學合作打造結合腦機技術的“虛擬世界”游戲。歷年新增腦機接口企業數量歷年新增腦機接口企業數量資料來源:中國信息通信研究院,國信證券經濟研究所整理腦機接口全球專利申請趨勢腦機接口全球專利申請趨勢資料來源:中國信息通信研究院,國信證券經濟研究所整理請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容2.5 2.5 腦機接口政策支持腦機接口政
34、策支持 腦科學和類腦研究已成為我國國家戰略。2016年我國啟動中國腦計劃腦科學和類腦科學研究。在十四五規劃和 2035 年遠景目標綱要中,人工智能和腦科學為國家戰略科技力量,規劃中進一步指出需要加強原創性和引領性科技攻關,集中優勢資源攻關科技前沿領域。我國腦計劃分為兩個方向:1)以探索大腦秘密并攻克大腦疾病為導向的腦科學研究;2)以建立并發展人工智能技術為導向的類腦研究。具體研究框架為腦科學研究指明方向。2017 年四部委聯合印發“十三五”國家基礎研究專項規劃明確提出了腦與認知、腦機智能、腦的健康三個核心問題。目前的布局可用“一體兩翼”來概括,即以研究腦認知的神經原理為“主體”,其中又以繪制腦
35、功能聯結圖譜為重點,而研發腦重大疾病診治新手段和腦機智能新技術為“兩翼”。地方也重視并出臺腦科學和類腦科學的相關政策。中國腦計劃框架圖中國腦計劃框架圖資料來源:中國人工智能產業發展聯盟,國信證券經濟研究所整理各地方腦機接口相關發展政策各地方腦機接口相關發展政策資料來源:中國人工智能產業發展聯盟、政府網站,國信證券經濟研究所整理時間地區具體內容2015年5月上海發布全球有影響力科技創新中心建設二十二條,將腦科學與人工智能列為重大基礎工程之首。2018年12月上海腦與類腦智能基礎轉化應用研究市級重大專項啟動實施,隨之啟動的還有“全 腦神經聯結圖譜與克隆猴模型計劃”等相關專項。2018年11月北京征
36、集 2018 年六大技術領域儲備課題,其中第一大領域就是認知與類腦技術。2019年北京北京市經濟和信息化局發布關于印發北京市機器人產業創新發展行動方案(20192022 年)的通知,該行動方案重點工作指出“面向養老、健康服務領域,布局機器學習、觸覺反饋、增強現實、腦機接口等關鍵技術,推動多功能手臂、外骨骼機器人 等康復機器人以及智能護理機器人的研發生產”。2021年杭州杭州西湖區率先布局腦機智能產業,全力打造腦機智能產業鏈。2022年10月上海上海市發布上海打造未來產業創新高地發展壯大未來產業集群行動方案,加速非侵入式腦機接口技術、腦機融合技術、類腦芯片技術、大腦計算神經模型等領域突破。加強腦
37、科學相關研發創新,探索腦機接口技術在醫療康復領域的運用。請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容2.6 2.6 腦機接口發展的技術挑戰腦機接口發展的技術挑戰 腦電信號采集方法有待改進。1)侵入式接口最大的挑戰是手術如何將對腦部的損傷降到最低,并且隨著植入時間延長,穿刺電極被炎癥細胞包裹,會導致信號缺失;2)非侵入式信號較差,腦電信號采集過程中,夾雜著不少干擾成分,如肌信號干擾等,因此設計抗干擾能力強的腦電信號采集設備等問題有待解決。軟件系統穩定性、自適應性較差,信號處理方式和信息轉換速度有待提升。目前,腦機接口系統的最大信息轉換速度可大于300 bit/min,此速度與正常交流時所需的速度
38、存在差距。如何改善信號處理方法使之系統化、通用化,從而快速、精確、有效地設計出實用腦機接口系統的問題也有待研究。侵入式腦機接口對植入芯片的軟硬件要求較高。1)硬件設計開發上,植入芯片對集成工藝、微加工制造技術、測試技術、感應供電提出新要求;2)軟件系統上,植入芯片的軟件系統則對數字模塊架構和邏輯設計、建模、驅動 程序、信號放大、模數轉換、數據壓縮、編解碼提出較高的要求。如何把信號精確地傳送到腦內相關技術有待探索。該技術的實現才意味著實質性的腦機互動、甚至實現腦腦互動。由于大腦對視覺、聽覺、味覺、嗅覺、觸覺等感知非常復雜,不是單一而是混合的,如何進行多模態感知的混合解析,并高效地編譯為腦可“讀”
39、的“兼容數據”,這些技術挑戰仍需要有待探索。請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容 腦機接口在市場化落地方面不確定性較高。侵入式腦機接口技術在市場化落地時,對基礎理論研究和工程實現具有極高要求,投入回報周期長,對復合型人才依賴度高,開發成本高,且需要進行臨床試驗等證明安全性耗時久,因此從市場角度看短時期內應用范圍仍然極窄,在一定時期內仍主要集中在科學研究和重癥醫療領域。從安全和倫理的角度,包括黑客攻擊、意念控制、數據竊取等隱私泄露風險存在。設備安全問題、個人隱私安全問題、知情和同意權問題、自主性和責任歸屬問題,以及使用腦機接口設備獲取某種“能力”之后可能引起的社會公平公正問題都成為腦機接
40、口發展的潛在挑戰。2.7 2.7 腦機接口發展的其他挑戰腦機接口發展的其他挑戰請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容國內外代表公司和研究機構0303請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容SynchronSynchron是當前BCI領域領先企業,于2021年成為第一家從美國FDA獲得臨床研究性器械豁免(IDE)以進行永久植入BCI臨床試驗的公司。公司產品stentrodeTM通過微創腦機接口技術,在減少對大腦侵入和提高大腦信號的清晰程度中實現相對平衡,以幫助失去行動和說話能力的患者通過設備實現交流。Synchron的技術仍處于開發的早期階段,公司未來的目標是縮小設備的尺寸,同時提高它
41、們的計算能力,最終實現能夠在每個患者大腦的不同部位放置大量的支架,讓它們執行更多的功能。2016年公司成立,通過對羊的實驗成功展示其產品stentrodeTM實現血管ECoG的長期腦活動記錄2018年公司表明可以從血管內部實現局部腦刺激而無需進行開放式腦部手術2021年公司在臨床試驗中對兩名患者成功植入stentrodeTM,幫助患者實現通過外部設備獨立控制短信、電子郵件和網上銀行公司成為第一家從FDA獲得臨床研究性器械豁免(IDE)以進行永久植入BCI臨床試驗的公司2022年一名美國肌萎縮側索硬化癥(ALS)患者通過手術植入stentrodeTM成功實現通過意識操控電子設備,實現發送短信、在
42、線購物等目的第一步:醫生在病人頸部切開一個切口,通過導管將支架通過頸靜脈注入運動皮層內的血管。當導管被移除時,stentrodeTM(右圖圓柱形中空金屬絲網)打開并開始與血管的外邊緣融合。該過程與植入冠狀動脈支架非常相似,只需幾分鐘。第二步:通過導線將stentrodeTM連接到到植入患者胸部的計算設備。外科醫生須在患者皮膚下為電線創建一個隧道,并為該設備創建一個口袋,就像安裝起搏器一樣。當大腦神經元放電時,腦內支架讀取信號,計算設備放大這些信號,并通過藍牙將它們發送到電腦或智能手機。資料來源:Synchron官網,國信證券經濟研究所整理資料來源:Bloomberg News,國信證券經濟研究
43、所整理資料來源:Synchron官網,國信證券經濟研究所整理stentrodestentrodeTM 植入過程植入過程stentrodestentrodeTM 產品圖產品圖3.1 3.1 國內外代表公司國內外代表公司公司發展歷程公司發展歷程請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容NeuraLink 2016年,包括馬斯克在內的共八位創始人推出了腦機接口(BCI)技術初創公司NeuraLink。公司專注于高帶寬侵入式腦機接口技術,致力于將大腦和網絡相連通。NeuraLink開發了馬斯克稱之為“神經蕾絲”的柔性電極技術,在人腦中植入細小的電極,微米級的螺紋插入大腦控制運動的區域。每根線都包含許
44、多電極,并將其連接到植入物。根據2019年NeuraLink首次對外公布的成果,這種接口系統由一組電子芯片和一些厚度只有4至6微米、寬度比人頭發絲還細的絲線組成。整個系統包含3072個傳感器,分布在大約100根柔性絲線上。公司發展歷程公司發展歷程2016年馬斯克和多位專家學者一同創立公司2019年NeuraLink實現以數千電極記錄老鼠腦部活動2020年將直徑23mm的芯片(Link V0.9)植入了豬腦,并且實現了神經信號的讀取及寫入2021年發布最新研究成果讓大腦植入芯片的猴子通過意念玩游戲連接器連接器植入大腦封裝好的連接器,將用于在大腦中處理和傳輸神經信號的裝置“神經蕾絲神經蕾絲”每個小
45、而柔軟的絲線都包含許多檢測神經信號的電極充電器充電器緊湊感應型充電器能夠無線連接植入裝置,從外部為其充電資料來源:中國人工智能產業發展聯盟、公司官網,國信證券經濟研究所整理資料來源:公司官網,國信證券經濟研究所整理NeuraLinkNeuraLink BCIBCI大腦植入物大腦植入物3.1 3.1 國內外代表公司國內外代表公司請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容MindMaze MindMaze創立于2012年,總部位于瑞士洛桑。公司致力于通過非侵入式腦機接口研究,加速人類恢復、學習和適應的能力。通過在神經科學、生物傳感、工程、混合現實和人工智能等交叉領域的研究,公司提高神經系統疾病患
46、者的康復潛力,并獲得FDA批準和CE標志,致力于創建大腦健康的通用平臺。公司當前主要產品主要涉及:1)MindMotion Go:家庭神經系統康復平臺;2)MindPod:通過動畫游戲體驗促進患者運動技能和認知功能的恢復;3)Elvira:一款具有AR、VR、手部跟蹤和神經傳感器的混合現實頭顯。Elvira利用其神經技術引擎,通過神經讀數預測玩家的意圖,并將其與跟蹤的身體運動相協調以彌補虛擬世界和現實世界的差距,以增加游戲沉浸感。同時游戲中讀取的生理指標有助于專注健康的游戲和應用的開發,以促進放松和正念。3.1 3.1 國內外代表公司國內外代表公司家庭神經體統康復平臺家庭神經體統康復平臺Min
47、dMotionMindMotion Go GoElviraElvira頭顯頭顯資料來源:公司官網,國信證券經濟研究所整理資料來源:公司官網,國信證券經濟研究所整理資料來源:公司官網,國信證券經濟研究所整理MindPodMindPod海豚動畫游戲海豚動畫游戲請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容BrainCo 強腦科技BrainCo于2015年創立,是哈佛創新實驗室孵化的第一支華人團隊。BrainCo最先從教育領域切入,同時也涉足醫療及游戲領域,產品包括 Focus 專注力訓練系統、智能仿生手、正念舒壓等,其腦機接口 AI 假肢成為時代雜志發布的 2019 年年度最佳創新產品之一。目前公司
48、產品主要涉及兩個方面:1)BrainRobotic Hand(智能仿生手);2)Focus Calm(專注力訓練設備)。BrainRobotic HandBrainCo開發的智能仿生手,這一款基于腦機接口技術的假肢不同于傳統的套筒假體基本上只是在肢體殘端開槽,新系統是一種神經-肌肉-骨骼假體,它可以直接與肢體殘端的神經和肌肉對接,用戶可以用自己的大腦來控制它,從而在使用過程中達到逼真的效果。BrainCoBrainCo當前產品服務介紹當前產品服務介紹資料來源:公司官網,國信證券經濟研究所整理Focus Calm 專注力訓練設備專注力訓練設備產品包括硬件、軟件兩部分。硬件頭環是信號精度領先的腦檢
49、測設備,結合FocusNow軟件系統與腦神經反饋訓練,以提升專注力。Focus專注力訓練設備已廣泛應用于腦疾病治療與預防、運動員訓練及學生專注力提升等多種場景。3.1 3.1 國內外代表公司國內外代表公司請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容BrainUp 腦陸科技 腦陸科技成立于2016年6月,總部位于北京,是一家基于神經網絡算法的腦機交互開放平臺,專注于突破腦機接口底層技術,將腦機接口與人工智能技術結合應用落地,以實現其產業化。公司當前主要產品為:1)可穿戴醫療級睡眠儀,通過粉噪音、白噪音等節律聲波對神經實時調控,優化深度睡眠時長;2)BCI智慧安全帽,在完成安全防護的同時,對人的精
50、神不安全狀況和生理狀況進行監測,實時進行安全預警,提升安全管理。2016年6月公司成立2018年12月推出C端腦機產品,與十余家醫院合作2019年10月公司首個面向個人市場的腦機產品上市2020年12月公司獲評“2020年度十大創新力公司”,擁有百余項專利2021年6月SleepUp腦機產品發布資料來源:公司官網,國信證券經濟研究所整理資料來源:公司官網,國信證券經濟研究所整理資料來源:公司官網,國信證券經濟研究所整理公司發展歷程公司發展歷程可穿戴醫療級睡眠儀可穿戴醫療級睡眠儀BCIBCI智慧安全帽智慧安全帽3.1 3.1 國內外代表公司國內外代表公司請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內
51、容公司名稱公司名稱國家國家專注領域專注領域信號采集技術信號采集技術產品產品NeuraLink美國腦科學應用和人類智能侵入式2020年,將直徑23mm的芯片(Link V0.9)植入了豬腦,并且實現了神經信號的讀取及寫入。2021 年,發布最新研究成果讓植入大腦芯片的猴子通過意念玩游戲。開發“神經蕾絲”的技術,在人腦中植入細小的電極,微米級的螺紋插入大腦控制運動的區域。每根線都包含許多電極,并將其連接到植入物。Kernel美國腦科學應用和人類智能侵入式研究一種同時測量和刺激許多神經元電脈沖的方法。用于抑郁癥或老年癡呆癥等疾病的臨床治療。BrainGate美國醫療健康侵入式產品主要應用于失去四肢或
52、其他身體功能失控的患者。2017 年實現 BCI 字符輸入、控制自己的軀干和手吃飯。Paradromics美國醫療健康侵入式專注于侵入式腦機接口研究,能讓患有如失明、耳聾和癱瘓的患者使用該技術與外界重新獲得溝通和聯系。研發了名為“神經輸入輸出總線(NIOB)”的腦機接口研究終端。NIOB 還在臨床前開發階段,預計將在2021年或2022年進行人體實驗。NeuroPace美國醫療健康侵入式通過響應性腦刺激來治療神經系統疾病。用于癲癇治療的腦部植入裝置RNS Stimulator,并于 2013 年11 月被 FDA 批準上市。Synchron美國醫療健康微創式已獲得 FDA 的批準,可以開始對其
53、大腦芯片進行人體臨床試驗。其旗艦產品Stentrode采用類似于心臟搭橋,以微創的方式將網狀的Stentrode傳感器通過血管輸送到大腦。到達指定位置后,這種傳感器會自動膨脹,緊貼血管壁,從而捕捉大腦產生的電信號。BrainMaster美國醫療健康非侵入式提供臨床級和科研級的高精度腦電測量設備。NeuroSky美國消費級腦機接口產品非侵入式針對冥想、游戲等需求開發移動可穿戴 EEG 設備和情緒監測產品。Emotiv美國消費級腦機接口產品非侵入式針對冥想、游戲等需求開發移動可穿戴 EEG 設備和情緒監測產品。BrainCo美國醫療、教育和游戲非侵入式最先從教育領域切入,同時也涉足醫療及游戲領域,
54、產品包括Focus專注力訓練系統、智能仿生手、正念舒壓等Mindmaze瑞士醫療健康和游戲非侵入式致力于將 VR/AR 和腦機接口結合,切入醫療健康和游戲這兩大領域。開發了集成了可穿戴頭顯和 3D 動捕相機的用戶界面,用神經系統疾病患者創造 VR 和 AR 環境。InteraXon加拿大消費級腦機接口產品非侵入式做針對于冥想、游戲等需求的移動可穿戴 EEG 設備,往往也有配套的 APP 和 SDK 提供給用戶和開發者。G.tec奧地利軟件系統非侵入式研發高精度腦電測量設備、軟件以及生物信號處理系統等。資料來源:中國人工智能產業發展聯盟,國信證券經濟研究所整理腦機接口國外主要公司腦機接口國外主要
55、公司3.1 3.1 國內外代表公司國內外代表公司請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容公司名稱公司名稱簡介簡介研究方向研究方向產品產品博??党闪⒂?011年,由清華大學神經工程實驗室專家創立非侵入式、微創腦機接口搭建以神經信號采集、解析、反饋為核心的腦機接口技術平臺,形成無創、微創系列產品與解決方案,研發重點在腦科學研究,精神與心理疾病篩查,各類神經系統疾病的監護、診療與康復等領域。BrainCo(浙江強腦科技有限公司)2015年創立,哈佛創新實驗室孵化的第一支華人團隊非侵入式研發非侵入式可穿戴設備,用于認知和情緒訓練、半癱患者功能恢復。采用無創的非侵入式混合腦機接口技術,通過佩戴設備收
56、集 處理人體的腦電信號(EEG)和肌電信(EMG),實現對大腦信息的讀取和外部設備的控制。念通智能成立于2016年,孵化于上海交通大學機電實驗室 肢體康復設備的研發生產,主要產品是腦電帽一款 eCon 無線腦電采集設備,可以從大腦表皮采集和保存用戶的腦電波信號;eConHand 手功能康復設備,用于輔助中風患者進行手功能康復訓練。腦陸科技成立于2018年,總部位于北京專注于腦科學、腦健康篩查、腦電算法、腦電數據開放平臺等腦科學前沿科技應用家用助眠智能腦機交互頭環 BrainUp,進行全方位的腦電信號監測。臻泰智能成立于2018年,依托西安交通大學技術優勢腦控主被動協同康復機器人及各類腦機接口相
57、關系統應用的研發無線便攜式醫療級腦電頭帶,可應用于睡眠監測、情緒識別以及認知康復。江蘇集萃腦機融合研究所2019 年成立于蘇州,依托中科院半導體所研究團隊專注于開發腦狀態檢測和腦-機接口的核心器件和解決方案采用腦電信號監測、識別疲勞狀態,采用高能效比邊緣計算處理器實現復雜腦機接口算法的本地執行。妞諾科技2014 年 12 月成立于杭州腦科學醫療整體解決方案、AI 算法技術研究、軟硬件產品研發腦科學病例數據庫及算法、腦科學大數據云平臺和腦電圖儀等自主研發配套硬件。中電云腦(天津)科技有限公司2018 年成立于天津天津大學和中國電子信息產業集團合作,打造國家健康醫療大數據云腦中心2019 年,研發
58、了一款高集成腦-機交互芯片“腦語者”。腦機接口國內主要公司腦機接口國內主要公司資料來源:中國人工智能產業發展聯盟,國信證券經濟研究所整理3.1 3.1 國內外代表公司國內外代表公司請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容單位單位類別類別研究方向和成果研究方向和成果美國明尼蘇達大學非侵入式生物電系統(腦電及心電)研究。2019 年,成功開發出第一款由大腦控制的機器人手臂,具有連續跟蹤計算機光標的能力。加州大學侵入式通過 ECoG 電極矩陣采集大腦顱內腦電,結合深度學習和最新語音合成技術,將神經信號轉化成自然的合成語音。美國加州大學圣地亞哥分校 Swartz 計算神經科 學中心非侵入式從 EE
59、G、MEG、fMRI 等方法上觀察和模擬多個大腦區域的功能活動之 間的動態相互作用,開發出 EEGLB、FMRLAB 和 BCILAB 平臺。美國 Wadsworth中心非侵入式首次證明了 EEG 感覺運動節律對基于 BCI 的通信和控制的有用性,并將其擴展到多維運動控制;開發了通用的 BCI 軟件平臺 BCI2000。杜克大學 Nicolelis Lab非侵入式在人類患者和非人類靈長類動物的神經元群體編碼、腦機接口和神經假體研究方面具有開創性研究。支持用覆蓋廣大皮層區域的電極來提取神經信號、驅動腦機接口。哈佛大學 Lab of Dr.Sydney Cash 非侵入式采用非侵入設備測量大腦活動
60、和結構,獲取大腦整體視圖。奧地利格拉茨技術大學非侵入式采用事件相關同步/去同步電位作為腦機接口輸入,完成了運動想象控制外圍設備。2015 年發布了一份腦機接口研究路線圖。柏林工業大學非侵入式發布了一款可同時采集腦電、功能近紅外腦功能像,以及其他常規生理參數(如心電、肌電和加速度等)的無線模塊化硬件架構。推出了同時采集腦電與近紅外腦功能影像信息的混合腦機接口數據集。德國圖賓根大學非侵入式基于功能近紅外腦功能成像,實現了首個可應用于 CLIS 患者的腦機接口系統。斯坦福大學神經義肢移動實驗室侵入式為癱瘓患者提供腦機接口臨床治療方案。其目標是提取植入大腦的電極記錄信號,為輔助技術提供準確、高效、魯棒
61、的控制。資料來源:中國人工智能產業發展聯盟,國信證券經濟研究所整理腦機接口技術國外主要研究機構腦機接口技術國外主要研究機構3.2 3.2 國內外代表研究機構國內外代表研究機構請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容單位單位類別類別研究方向和成果研究方向和成果清華大學醫學院 BCI 實驗室 高小榕教授團隊非侵入式率先提出并實現基于 SSVEP 的非侵入型 BCI 技術,通過解碼大腦初級視覺皮層的振蕩頻率,確定用戶所注視的刺激物,并轉換為相應的指令輸出。華南理工大學自動化科 學與工程學院李遠清教授團隊非侵入式在基于腦機接口的植物人意識檢測方面取得很好的科研成果;建立了腦機接口研發平臺及多個腦機
62、接口系統,包括腦控輪椅,腦控護理床、腦控電視、腦控電燈等。上海交通大學計算機科學與工程系呂寶糧教授團隊非侵入式在腦電與情感識別,以及疲勞駕駛方面的成果顯著。天津大學醫學工程與轉化醫學研究院明東教授團隊非侵入式以腦-機交互為研究主線,重點面向特種醫學與人機工程、物理醫學與康復工程等重大領域的工程應用,開展了以神經工效感知交互、人工神經康復機器人、新型腦-機接口與定量腦電信息標定等為代表的 神經系統認知與調控新方法、新技術研究。華東理工大學信息科學與工程學院金晶教授團隊非侵入式研究基于腦機接口技術的腦卒中病人的新型康復技術、肌萎縮側索硬化病人的輔助技術設計、模式識別與機器學習在生物信號識別中的應用
63、。北京理工大學機械與車輛學院畢路拯教授團隊非侵入式基于運動想象的腦機接口在車輛控制方面的研究。上海大學機電工程與自動化學院楊幫華教授團隊非侵入式主要研究運動想象腦機接口解碼技術、虛擬現實技術、BCI 結合 VR 技術在醫療康復領域應用,包括腦卒中患者康復訓練系統等。華中科技大學自動化學院腦機接口與機器學習實驗室伍冬睿教授團隊非侵入式腦機接口的情感運算和智能醫療。西安交通大學徐光華教授團隊非侵入式重點研究中風康復的腦機主被動協同康復機理,腦控中風康復機器人。昆明理工大學伏云發教授團隊非侵入式重點研究腦信息處理與腦-機交互控制和通信的理論、方法、模型及創新應用;腦功能神經成像、腦網絡連通性計算與腦
64、-計算機接口及創新應用。中國科學院自動化研究所余山研究員團隊侵入式高生物兼容性電極材料、高性能腦機接口芯片、微創植入技術、高魯棒性編解碼算法等方面的研究。浙江大學腦機接口研究所鄭筱祥教授團隊侵入式2020年完成國內首例侵入式 BCI 臨床轉化研究。中國科學院神經科學研究所崔翯研究員團隊侵入式研究興趣主要在于運動控制的神經基礎、解碼方法以及腦機接口,以期幫助類腦智能機器人的設計和運動障礙病患的假肢和康復。腦機接口技術國內主要研究機構腦機接口技術國內主要研究機構資料來源:中國人工智能產業發展聯盟,國信證券經濟研究所整理3.2 3.2 國內外代表研究機構國內外代表研究機構請務必閱讀正文之后的免責聲明
65、及其項下所有內容投資觀點0404請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容投資建議投資建議 腦機接口具備廣闊的應用領域與市場前景腦機接口具備廣闊的應用領域與市場前景。1)根據Mckinsey的研究報告,預計腦機接口相關市場規模在2030-2040期間可達700億-2000億美元,具備廣闊的市場應用前景;2)應用場景上來看,一方面對腦機制的根本理解可為腦疾病帶來新型療法,另一方面,依托腦機接口的意念控制機器、腦控開關等新一代交互方式在醫療、教育和消費品等市場具備較大的應用潛力。具體來看,腦機接口技術有望在醫療健康、游戲娛樂(VR/AR、游戲等)、教育等場景大放異彩;3)從產業發展來看,目前全球
66、提供腦機接口產品和業務的公司有兩百余家,主要集中在美國和中國;互聯網科技巨頭紛紛介入腦機接口領域。谷歌、微軟、Facebook 等科技巨頭也開始布局開發底層技術。2014年后阿里、百度、科大訊飛等公司以投資并購方式入局腦機接口領域,陸續推出各自人工智能腦計劃。例如,科大訊飛研究課堂教學方法改進和效果評估;淘寶研究意念購物下單;游戲公司米哈游與大學合作打造結合腦機技術的“虛擬世界”游戲等等;4)產業政策上,2016年我國啟動中國腦計劃腦科學和類腦科學研究。在十四五規劃和 2035 年遠景目標綱要中,人工智能和腦科學為國家戰略科技力量,規劃中進一步指出需要加強原創性和引領性科技攻關,集中優勢資源攻
67、關科技前沿領域。2022年10月,上海市則發布上海打造未來產業創新高地發展壯大未來產業集群行動方案,加速非侵入式腦機接口技術、腦機融合技術、類腦芯片技術、大腦計算神經模型等領域突破。加強腦科學相關研發創新,探索腦機接口技術在醫療康復領域的運用。技術尚未成熟,但部分頭部公司在場景和產品上邁出重要里程碑技術尚未成熟,但部分頭部公司在場景和產品上邁出重要里程碑。1)海外市場來看,Synchron于2021年成為第一家從美國FDA獲得臨床研究性器械豁免(IDE)以進行永久植入BCI臨床試驗的公司。創立于2012年的MindMaze已經推出MindMotion Go(家庭神經系統康復平臺)、MindPo
68、d(通過動畫游戲體驗促進患者運動技能和認知功能的恢復)、Elvira(具有AR、VR、手部跟蹤和神經傳感器的混合現實頭顯)三大產品平臺,并有眾多頭部公司、創業團隊、科研機構持續加入;2)國內亦出現了以腦陸科技、博??档葹榇淼膭摌I團隊、以清華大學、中科院等為代表科研機構持續加大投入。投資建議:關注技術進展,把握上下游投資機會及場景落地所帶來的主題投資機會。投資建議:關注技術進展,把握上下游投資機會及場景落地所帶來的主題投資機會。當前腦機接口相關技術尚處于早期,但是從應用領域和未來商業價值上均具備較大潛力,建議重點關注兩條主線:1)技術驅動下的軟硬件領域,關注采集、外控、醫療設備、消費電子等領域
69、進展;2)長期來看,腦機接口相關軟硬件技術有望在VR/AR、元宇宙等領域成熟落地并帶來全新交互體現,持續看好元宇宙、VR/AR等領域發展,關注a)在腦機接口領域布局的相關標的三七互娛(旗下產業基金投資腦機 AI 技術公司華南腦控)、湯姆貓(與杭州妞諾霄云戰略合作,設立金科湯姆貓生命科技與浙江大學等機構合作)等標的;b)元宇宙/VRAR受益標的:游戲(愷英網絡、寶通科技、完美世界、三七互娛等),視頻(頭部視頻平臺、影視內容公司、直播電商等場景,關注芒果超媒、星期六、華策影視、奧飛娛樂、光線傳媒、中文在線、捷成股份等),數字藏品(視覺中國、浙文互聯、三人行等)。請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下
70、所有內容重點公司盈利預測與估值重點公司盈利預測與估值公司公司公司公司投資投資昨收盤昨收盤總市值總市值EPSEPSPEPE代碼代碼名稱名稱評級評級(元)(元)(億元)(億元)20202020202120212022E2022E2023E2023E20202020202120212022E2022E2023E2023E300788.SZ300788.SZ中信出版增持20.338.60 1.48 1.27 1.10 1.34 14 16 18 15 603096.SH603096.SH新經典增持18.3729.85 1.35 0.80 1.13 1.38 14 23 16 13 603999.SH6
71、03999.SH讀者傳媒增持4.9928.74240.13 0.15 0.19 0.22 39 34 27 23 002292.SZ002292.SZ奧飛娛樂增持4.6368.46(0.30)(0.28)0.01 0.10(15)(16)380 47 002739.SZ002739.SZ萬達電影增持11.68254.55(3.06)0.05(0.18)0.53(4)239(66)22 300133.SZ300133.SZ華策影視買入4.5285.93 0.21 0.21 0.23 0.28 22 21 19 16 300251.SZ300251.SZ光線傳媒買入7.67225.01 0.10(
72、0.11)0.25 0.35 77(72)31 22 600977.SH600977.SH中國電影增持11.2209.10(0.30)0.13 0.06 0.50(38)88 198 22 002291.SZ002291.SZ星期六買入16.25148.07 0.03(0.77)0.62 1.03 609(21)26 16 300058.SZ300058.SZ藍色光標增持5.33132.77 0.29 0.21 0.16 0.27 18 25 33 20 600556.SH600556.SH天下秀增持6.37115.15 0.16 0.20 0.17 0.23 39 33 38 28 6009
73、86.SH600986.SH浙文互聯增持4.8864.53 0.07 0.22 0.29 0.38 68 22 17 13 603825.SH603825.SH華揚聯眾增持14.7837.44 0.83 0.90 1.14 1.60 18 16 13 9 605168.SH605168.SH三人行增持77.478.49 3.58 4.98 7.24 10.08 22 16 11 8 002027.SZ002027.SZ分眾傳媒買入5.26759.66 0.28 0.42 0.21 0.32 19 13 25 16 002517.SZ002517.SZ愷英網絡增持6.4137.76 0.08 0
74、.27 0.45 0.57 77 24 14 11 002555.SZ002555.SZ三七互娛買入15.42341.99 1.24 1.30 1.35 1.59 12 12 11 10 002602.SZ002602.SZ世紀華通增持3.83285.43 0.40 0.31 0.27 0.37 10 12 14 10 002605.SZ002605.SZ姚記科技增持14.4158.57 2.69 1.41 1.05 1.33 5 10 14 11 002624.SZ002624.SZ完美世界增持12.07234.15 0.80 0.19 0.97 1.08 15 63 13 11 30003
75、1.SZ300031.SZ寶通科技增持15.0562.00 1.06 0.98 1.22 1.51 14 15 12 10 300113.SZ300113.SZ順網科技增持10.7474.57 0.13 0.09 0.14 0.19 82 122 75 58 300418.SZ300418.SZ昆侖萬維增持13.49158.80 4.24 1.31 1.14 1.14 3 10 12 12 603444.SH603444.SH吉比特買入285204.82 14.56 20.43 19.58 23.70 20 14 15 12 000681.SZ000681.SZ視覺中國買入11.0877.62
76、 0.20 0.22 0.21 0.33 55 51 54 34 300413.SZ300413.SZ芒果超媒買入24.28454.21 1.06 1.13 1.38 1.64 23 21 18 15 603533.SH603533.SH掌閱科技增持14.7664.78 0.60 0.34 0.49 0.70 25 43 30 21 9626.HK9626.HK嗶哩嗶哩-W買入72.55 290.14(7.53)(16.98)(20.71)(14.63)(10)(4)(4)(5)9992.HK9992.HK泡泡瑪特買入11.40 157.38 0.38 0.62 0.58 0.86 30 18
77、 20 13 2400.HK2400.HK心動公司買入15.10 72.55 0.02(1.80)(1.05)0.08 793(8)(14)193 3738.HK3738.HK阜博集團買入2.90 61.41 0.00(0.01)0.04 0.05 586(271)73 56 9990.HK9990.HK祖龍娛樂增持2.22 17.89(0.94)(0.38)(0.51)0.36(2)(6)(4)6 0772.HK0772.HK閱文集團買入22.15 226.71(4.38)1.80 1.11 1.34(5)12 20 17 1119.HK1119.HK創夢天地增持3.13 44.17(0.3
78、1)(0.11)(0.06)0.11(10)(28)(51)29 資料來源:wind、國信證券經濟研究所整理請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容風險提示風險提示一、技術進展緩慢、落地不達預期風險。二、商業化難以推進的風險。三、監管政策風險。四、法律與倫理風險等。請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容免責聲明免責聲明分析師承諾分析師承諾作者保證報告所采用的數據均來自合規渠道;分析邏輯基于作者的職業理解,通過合理判斷并得出結論,力求獨立、客觀、公正,結論不受任何第三方的授意或影響;作者在過去、現在或未來未就其研究報告所提供的具體建議或所表述的意見直接或間接收取任何報酬,特此聲明。重要
79、聲明重要聲明本報告由國信證券股份有限公司(已具備中國證監會許可的證券投資咨詢業務資格)制作;報告版權歸國信證券股份有限公司(以下簡稱“我公司”)所有。,本公司不會因接收人收到本報告而視其為客戶。未經書面許可,任何機構和個人不得以任何形式使用、復制或傳播。任何有關本報告的摘要或節選都不代表本報告正式完整的觀點,一切須以我公司向客戶發布的本報告完整版本為準。本報告基于已公開的資料或信息撰寫,但我公司不保證該資料及信息的完整性、準確性。本報告所載的信息、資料、建議及推測僅反映我公司于本報告公開發布當日的判斷,在不同時期,我公司可能撰寫并發布與本報告所載資料、建議及推測不一致的報告。我公司不保證本報告
80、所含信息及資料處于最新狀態;我公司可能隨時補充、更新和修訂有關信息及資料,投資者應當自行關注相關更新和修訂內容。我公司或關聯機構可能會持有本報告中所提到的公司所發行的證券并進行交易,還可能為這些公司提供或爭取提供投資銀行、財務顧問或金融產品等相關服務。本公司的資產管理部門、自營部門以及其他投資業務部門可能獨立做出與本報告中意見或建議不一致的投資決策。本報告僅供參考之用,不構成出售或購買證券或其他投資標的要約或邀請。在任何情況下,本報告中的信息和意見均不構成對任何個人的投資建議。任何形式的分享證券投資收益或者分擔證券投資損失的書面或口頭承諾均為無效。投資者應結合自己的投資目標和財務狀況自行判斷是
81、否采用本報告所載內容和信息并自行承擔風險,我公司及雇員對投資者使用本報告及其內容而造成的一切后果不承擔任何法律責任。證券投資咨詢業務的說明證券投資咨詢業務的說明本公司具備中國證監會核準的證券投資咨詢業務資格。證券投資咨詢,是指從事證券投資咨詢業務的機構及其投資咨詢人員以下列形式為證券投資人或者客戶提供證券投資分析、預測或者建議等直接或者間接有償咨詢服務的活動:接受投資人或者客戶委托,提供證券投資咨詢服務;舉辦有關證券投資咨詢的講座、報告會、分析會等;在報刊上發表證券投資咨詢的文章、評論、報告,以及通過電臺、電視臺等公眾傳播媒體提供證券投資咨詢服務;通過電話、傳真、電腦網絡等電信設備系統,提供證
82、券投資咨詢服務;中國證監會認定的其他形式。發布證券研究報告是證券投資咨詢業務的一種基本形式,指證券公司、證券投資咨詢機構對證券及證券相關產品的價值、市場走勢或者相關影響因素進行分析,形成證券估值、投資評級等投資分析意見,制作證券研究報告,并向客戶發布的行為。國信證券投資評級國信證券投資評級類別類別級別級別定義定義股票投資評級股票投資評級買入預計6個月內,股價表現優于市場指數20%以上增持預計6個月內,股價表現優于市場指數10%-20%之間中性預計6個月內,股價表現介于市場指數10%之間賣出預計6個月內,股價表現弱于市場指數10%以上行業投資評級行業投資評級超配預計6個月內,行業指數表現優于市場指數10%以上中性預計6個月內,行業指數表現介于市場指數10%之間低配預計6個月內,行業指數表現弱于市場指數10%以上請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容國信證券經濟研究所國信證券經濟研究所深圳深圳深圳市福田區福華一路125號國信金融大廈36層郵編:518046 總機:0755-82130833上海上海上海浦東民生路1199弄證大五道口廣場1號樓12樓郵編:200135北京北京北京西城區金融大街興盛街6號國信證券9層郵編:100032