过去几年发表的一系列研究宣告了动物之间、人之间甚至人鼠之间脑活动的直接传输。这种“脑脑对接”(BBI)通过连接两个个体的大脑实现了脑活动的实时直接传递。虽然目前的脑机接口技术与科幻作品中的描述无法比拟,但通过意念简单操纵机器,正一点一点走进现实。
前不久，在国内，由脑陆科技联合神经调控技术国家工程实验室共同举办的首届“脑科学开放日”在北京举行。
在脑科学开放日现场，清华大学人工智能研究院院长张钹院士讲起了为何已经历过「三起两落」发展阶段的人工智能，依然存在停滞的困扰——人工智能的基础理论薄弱。张钹院士表示：人工智能的基础理论其所以迟迟未能建立起来，根本的原因在于我们对人类大脑与智能了解得太少，因此发展第三代人工智能的关键在于与脑科学研究的结合。
而要实现人机共生的构想，同样离不开对于人类大脑的深入了解，这也是我们今天为什么如此重视脑科学研究的原因。
近期在国外，约翰 · 霍普金斯大学的研究人员，已经证明了通过在混合现实环境中整合神经刺激来 " 感觉 " 虚拟物体的能力。
这项研究的参与者—— Robert "Buz" Chmielewski 之前通过脑机接口同时控制了世界上最先进的两个假肢，并使用大脑信号用两个假肢来喂食自己。而现在，他已经成为了证明虚拟触觉的第一人。该研究是神经增强行动 ( NEO ) 项目的一部分，该项目由美国国防高级研究计划局资助，旨在研究神经多路融合。除了 NEO 项目，APL 实验室还致力于神经界面研究的主要部分，以寻找恢复失去的功能、增强自然能力、整合生物和人工智能的新方法，并使神经技术在非侵入性的情况下越来越容易获得。
脑机接口（Brain Computer Interface，BCI）概念为 1976 年由加州大学洛杉矶分校的雅克·维 达尔(Jacques J. Vidal)提出，其本质是采用神经蕾丝或神经织网技术把网状植入物黏在大 脑皮层，建立人或动物脑部与机器的直接连接以实现信息交互。
一个完整的脑机接 口过程包括脑电信号采集、信息解码处理、再编码和反馈四个步骤实现，即在大脑皮质的 运动神经位置外接或植入微型电极，由固定在人/动物头部的连接器负责接收大脑发出的神 经信号，然后连接器将神经信号发送到信息转换平台，进而将信息指令反馈到终端机器以 完成指令。
2012 年，一名因神经系 统疾病导致四肢瘫痪十年的女性经过数周训练实现用意识控制机械手臂流畅完成抓取移动 物体以及吃饭等动作；
2014 年，一名截肢残接少年在巴西世界杯开幕式上身穿机器战甲凭 借脑机接口和机械外骨骼成功开球；
2020 年，马斯克发布第二代 Neuralink 脑机接口设备， 以三只小猪为实验对象展示了新款侵入式脑机接口设备的自动植入、信息读取、行为预测 以及移除等功能；
2021 年，Neuralink 发布视频显示大脑植入芯片的猴子通过意念打电子 游戏。在这一系列的展示中，我们看到曾经电影《阿凡达》、《黑客帝国》中通过直接读取 大脑信号控制的科幻场景正随着科技进步逐步走入现实。
在第一步信息采集阶段，根据采集方式的不同又可将脑机接口分为侵入式、非侵入式。
侵入式可将脑机接口设备直接植入到人/动物大脑灰质或颅腔内，能够获取相对高频、 准确的神经信号，不仅能够通过读取脑电信号来控制外部设备，还能够通过精确的电流刺 激让大脑产生特定感觉，但实现难度较高，目前研发及商用主要集中在高端医疗康复领域；
非侵入式则是在人/动物大脑外部佩戴脑机接口设备，通过采集头皮脑电获取脑部信息，但 信息精度及分辨率较低，可用于简单的信号判断与反馈，但较难传达复杂指令，如帮助肢 体残障人士通过意念操控机械骨骼，或用于 VR/AR 游戏应用的基础手势控制。
尽管侵入式脑机接口实现难度较高，但更高频、高精度的信号传输奠定了其作为脑机接口 终极实现方式的必要性。
2019 年，Neuralink 发布初代脑机接口侵入式设备，是由置于人 耳后侧以 USB 形式连接的脑接芯片散出导线，连接到植入大脑的电极从而记录大脑活动并 刺激大脑神经元。
2020 年，Neuralink 发布第二代可置于头骨下方的侵入式脑机接口设备， 将实验对象从小白鼠转到小猪，并将脑机接口设备体积压缩至宽 22.5mm、厚 8mm 的圆片， 并通过缝纫式外科手术机器人完成芯片植入的自动化操作。
根据发布会马斯克介绍，Neuralink 第二代脑机接口可以通过 1024 个穿透脑细胞的薄电极与脑细胞交流，有望应用 于瘫痪、失忆等神经系统性疾病，计划于 2023 年将 Neuralink 侵入式脑机接口推向市场。
除 Neuralink 之外，我们看到 2000 年至今海内外已有约 20 家布局非侵入式及侵入式脑机 接口的企业成立，应用方向以医疗康复、健康监测、游戏娱乐为主。其中，2015 年成立的 CTRL-Labs 已于 2019 年被 Facebook 收购，而国内同期成立的 BrainCo 也已完成数千万 美元 A 轮融资。结合当前产业发展现状，我们认为，在经历了智能手机、虚拟现实、增强 现实等一系列终端设备创新后，脑机接口有望成为未来人机交互的全新模式，医疗康复、 教育科技和游戏娱乐有望率先实现商业化。
医疗方向的应用主要分为“强化”和“恢复”两方面。“强化”主要是指将芯片植入 大脑，以增强记忆、推动人脑和计算设备的直接连接，即“人类增强”（Human Intelligence， HI）。浅层次的研究是脑机单向，更深一层次的将是机脑双向。
目前，涉及“强化”的公司 包括 Kernel 及马斯克创办的 Neuralink。“恢复”方向相对更易实现，是指可以针对多动症、 中风、癫痫等疾病做对应的恢复训练，主要采取神经反馈训练的方式。“恢复”在全球的一 些医院、诊所、康复中心中已经得到广泛应用。此外，冥想减压等“保健”方向的应用也 是脑机接口应用的潜在市场之一。
教育科技方面，以波士顿创业公司 BrainCo（未上市）为主的公司主要研发方向是针对学生 注意力值进行实时探测，从而帮助老师及时了解课堂情况改变教学方法。这一领域的市场 开拓目前主要在 B 端，2021 年 4 月 BrainCo 发布了脑科学智慧教育应用方案，并与中国教 学仪器设备有限公司共同签署战略合作协议，双方将共同开发与落地人工智能和脑科学相 关的教育教学应用方案，推动脑机接口技术在教育领域的应用，帮助学生和教师在专注力 训练、心理缓压、脑科学 STEAM 课程及 AI 辅助教学等多个维度获得提升。
脑机接口快速发展,采用VR/AR/MR相关技术的医疗行业垂直领域会得到蓬勃发展的机遇期。微美全息作为目前国内领先的全息AR平台,拥有全球领先的3D计算机视觉技术和SAAS平台化技术,通过AI算法把普通影像变成全息3D内容,广泛应用在全息广告、全息娱乐、全息教育、全息通讯等领域，将在全息服务、整机硬件能力、视觉设计、服务能力、产业链五大领域全面出击,建立竞争壁垒，加速脑机接口向人机交互的方向发展。
据了解，微美全息还拥有的全息IP内容,可追究到虚拟全息内容的格式到3D模型再到全息虚拟产品。近5000个全息虚拟IP权益内容,包括全息动漫、虚拟直播、虚拟偶像和虚拟社交。其中,2,961个全息IP用于虚拟教育,851个全息IP用于虚拟旅游,739个全息IP用于虚拟艺术和娱乐,103全息个IP用于虚拟科学。
如果将5G比喻成无限宽广的信息高速公路,那么AR、MR、体感、全息、脑机接口等技术,就是奔跑在这条信息公路上的各种各样的车辆。因为公路足够宽敞,各种各样的车辆可以极速飞奔,于是就产生了各种创新的模式。
人工智能发展的未来将是人机协同、人机共生，既不是简单的人类制造、控制、利用机器，更不可能是人工智能取代人类。因为人机各有所长，互为补充，可以共同合作，建立一个更加和谐与美好的社会。
