在电影《阿凡达》的奇妙设定里，人类凭借脑机接口这一前沿技术，将自身意识衔接到阿凡达躯体之中，在那神秘未知的星球上自由穿梭，开启奇妙的探索之旅。如今这一科幻场景正逐步走向现实，并在医疗、康复、人机交互等方面展现出巨大潜力。
脑机接口集成了神经学、脑学、新材料、人工智能和信息技术等先进技术，成为未来产业中的高地产业，对社会产业变革、人类生命健康和全球竞争产生颠覆性的影响。
应用场景不断拓宽
脑机接口作为连接大脑与外部设备的关键技术，可实现大脑信号的读取、解码与指令转化。其应用场景广泛，横跨医疗健康、娱乐、教育、智能家居等多个行业，展现出极为广阔的发展前景。
在市场增长的驱动因素方面，医疗是脑机接口当前主要产业化方向。消费级应用市场也在逐渐打开，如在娱乐、教育、智能家居等领域，脑机接口技术为用户带来全新的体验和交互方式。
随着技术的不断进步，应用领域也在不断拓展。全国政协委员、天津大学副校长明东认为，脑机接口技术未来可以与DeepSeek结合，推动脑机接口在人机交互方面的应用场景创新。
今年两会期间，天津大学神经工程团队介绍了最新科研成果——全球首个“片上脑机”接口智能交互系统。“片上脑机”是在电极芯片上培养出来的“类脑组织”，是脑机接口领域的一个重要新兴分支。科学家们认为，未来“片上脑机”接口将对混合智能、类脑计算等前沿科技的发展起到革命性的推动作用。
市场前景光明灿烂
脑机接口的研究开始于20世纪70年代。进入21世纪，随着半导体等电子信息技术发展，落地应用场景不断拓展，各国争先抢占行业技术高地。目前，全球脑机接口产业正处于攻坚突破期。
据Grand View Research数据显示，全球脑机接口市场规模2019年为12亿美元，2023年达到了19.8亿美元，2024年预计能达到24.8亿美元，同比增长25.25%。
根据脑信号采集时电极植入大脑的位置，脑机接口主要分为三类：非侵入式、半侵入式和侵入式。美国在脑机接口的理论、方法和实践方面处于全球领先地位，其以侵入式和半侵入式为主，中国以非侵入式为主，形成差异化竞争。中国非侵入式脑机技术引领全球，今年2月，天津大学和清华大学合作研发“双环路”脑机接口系统，突破传统操控限制，占据全球领先地位。
赛迪顾问的数据显示，2024年我国脑机接口市场规模为32.03亿元，未来3年市场规模年均增长率可达20%以上，预计到2027年将达到55.75亿元。
政策东风起产业腾飞时
2013年以来，美国、欧盟、日本均在战略层面对脑机接口进行布局，带动了产业发展。美国启动“大脑研究计划”，欧盟发起“人类脑计划”，日本制定Brain/MINDS计划。我国虽研究起步较晚，但作为新质生产力的代表之一，近年来政策支持力度不断加码。
2015年就已出现了诸多支持性政策，近两年已经将此技术上升为国家战略。2016年中国“十三五”规划纲要将“脑科学与类脑研究”确定为我国重大科技创新项目。
“十四五”期间，政策着力促进脑科学产业落地，2023年、2024年以来，脑机接口被工业和信息化部列入未来产业，提出开展脑机接口标准化路线图研究。值得注意的是，脑机接口产业联盟“2025年标准化工作专题会”即将于3月7日召开，本次会议根据工信部2024标准化课题——“脑机接口标准化战略与实施路径”的工作部署，深度调研企业的标准化需求，凝练形成“脑机接口标准化路线图”，并计划于2025年中关村论坛正式发布。
根据规划，我国脑机接口产业预计在2030年取得产品和技术的突破，在脑机融合、类脑芯片、大脑计算神经模型等关键技术和核心器件方面获得突破，研制一批医用安全的脑机接口产品。
近年来，北京、上海、深圳、天津、湖南等多地在地方政府工作报告中提出布局脑机接口产业，进一步推动行业快速发展。今年伊始，北京、上海就发布了脑机接口产业五年行动方案。
另外，产学研一体加速推进。华为在2024年10月公布了一项新的专利——“控制刺激器的方法、刺激器、脑机接口系统和芯片”。近日，华为与天津大学联合公开了一项名为“人机交互方法、人机交互装置及存储介质”的新专利。业内普遍预计，这项技术有望率先应用于华为的智能驾驶领域。
截至2024年底，我国脑机接口产业累计发明和实用新型专利数量2276项，历年申请数量呈波动上升的态势。中国工程院院士顾晓松表示，中国是开展脑机接口科研项目最多的国家之一，科研产出规模大且增速快，中国企业发明专利申请占比超过全球一半。
目前，国内脑机接口正处于由基础研究向临床应用转化的重要阶段。3月3日，全球首批第4例通过脑机接口让瘫痪者重新行走的临床概念验证手术在复旦大学附属华山医院成功实施。
近日，杭州暖芯迦公司宣布完成视觉脑机接口实验，成功在食蟹猴身上植入暖芯迦高分辨率视觉脑机接口，为全球失明患者带来前所未有的视觉功能改善。这也是近年来全球视觉脑机接口领域最重大的进展之一。
2024年11月，博睿康与清华大学洪波教授团队合作研发的脑机接口产品NEO完成了全国第三例临床植入手术，2025年计划在全国约10个中心为脊髓损伤患者开展30—50例脑机接口植入手术。
“杭州六小龙”之一的 强脑科技的主要成果包括智能仿生手、机器人遥控方法等。2022年间，其研发的智能仿生手拿到了FDA认证。
不少上市公司也涉足脑机接口领域。全国人大代表、高德红外董事长黄立接受媒体采访时表示，其研发团队和武汉协和医院合作完成首个全国产高通道脑机接口临床测试，目前高德红外团队已研发出65000通道、双向脑机接口芯片。科大讯飞、诚益通、博灵脑机、三博脑科、爱朋医疗、创新医疗、力合科创等公司在脑机接口领域均有布局，并取得了一定进展。
从我国目前产业发展趋势来看，有两点值得关注：
一是脑机接口产业区域、企业竞争马太效应将进一步凸显。目前国内脑机接口企业和研发成果主要集中在京津冀、长三角和珠三角地区，北京、上海和深圳已形成聚集效应，同时国内已有企业进入临床阶段，先发企业将占据较大市场份额，预计未来行业马太效应将持续显现。
二是非侵入式技术加速商业化融合应用。相较于侵入式技术，非侵入式路径不会产生免疫排斥反应，大众接受度更高、应用场景更加广阔，预计未来非侵入式技术在包括商业娱乐、数字孪生、教育和航天军工等领域的商业化融合应用也将成为行业重要方向。
脑机接口技术产业化应用挑战
从行业前景来看，脑机接口设备的规模化和商业化将颠覆产业形态，人类或将开创下一代人机交互系统。通过脑电信号直接操控设备，将取代键盘、鼠标甚至触摸屏等传统交互方式，实现意识驱动形成“人—机”直连通道。
虽然脑机接口前景美好，但目前来看，仍然在产业化应用方面存在挑战。技术上，脑信号的采集和解码仍是突破的主要方向。产业化也面临诸多挑战，如伦理与道德、信息安全和隐私泄露及投入成本。脑机接口产品从研发到上市，估算投资金额在数亿元，投资周期在3至10年。目前，强脑科技已完成约3亿美元融资并投入研发。
随着技术发展，脑机接口的应用可能会彻底改变我们与外部世界的互动方式，进一步模糊人类和机器之间的界限。然而，这也将伴随着一系列复杂的伦理、隐私和社会问题。
正如天津大学副校长明东所言，如何确保脑机接口的公平性、安全性与普遍性，如何平衡技术创新与潜在风险，将是人类社会面临的共同课题。
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