AI动态周刊（0925-1008）——脑机接口：技术、科幻与现实的博弈
作者：黄波 班智飞 杨阳 李育安
AI动态周刊
（2019年10月09日，总第33期）
【热点评述】
脑机接口：技术、科幻与现实的博弈
9月24日消息，Facebook宣布将收购脑机接口创业企业CTRL-Labs，并入旗下“现实实验室”——该实验室主要从事虚拟现实和虚拟现实应用的相关研发，以开发一种可以与其他设备直观连接的腕带。CTRL-Labs成立于2015年，是一家脑机接口控制界面的服务商，主要为AR/VR和机器人研发神经界面。去年，其获得由Alphabet和亚马逊等公司投资的2800万美元的A轮融资。今年2月，获得了第二笔2800万美元的融资，该融资由Alphabet领投，据悉，Facebook收购资金或将在10亿美元左右。
脑机接口是一个充满诱惑又充满想象的产业，尽管媒体经常用“震惊！Amazing！未来已来！”来表达目前个别企业取得的技术突破，但遗憾的是现实并没有那么乐观，对于我们最核心的工具“脑”，整个技术世界好像没有什么建树，我们现在仍然搞不明白大脑的实际运行机制、意识的产生原因与过程。今天的神经科学并没有日新月异的突飞猛进，而是人工智能的飞速发展给脑机接口带来了空前的机遇。
脑机接口代表着一种新交互方式，原理其实是一个信息反馈闭环，即从脑到机再到脑的信号互相反馈。核心需要解决两个问题，一是如何正确的将信息从大脑中提取；二是如何将正确的信息发送给大脑。整个流程包括：信息采集——信息解码处理——再编码——反馈。其中脑机接口类别一般以信息采集方式为界定，通常被分为侵入式和非侵入式。由于侵入式的技术过于复杂，目前创业企业与商业化产品多为非侵入式。
注：非侵入式脑机接口
注：侵入式脑机接口
一
领域内代表企业
目前，全球有多个企业致力于脑机接口的研究，代表企业包括Neuralink、Brain Co、Mind Maze、Kerne Co、Cerêve、NeuroPace、Neural Signals等在内。应用领域主要集中于医疗康复、游戏、物联网、教育、VR、人机协作等，其中，以医疗康复和教育为主流。
Neuralink，目前领域内的网红企业，由Elon Musk主导创立，今年5月份获得了3900万美元的战略融资，该企业研究重点是创建可植入人脑的脑机交互设备，允许人脑直接与计算设备相连，实现人机融合，是侵入式脑机接口技术的代表企业。今年7月中旬，Neuralink发布了最新脑机接口技术，其用缝纫机机器人，向大脑中植入超细柔性电极来监测神经元活动，整个系统包含3000多个电极。
注：自动插入线程机器人
BrainCo，由华人韩璧丞2015年创立，整个项目诞生于哈佛大学创新实验室的孵化器，估值4亿美金，是一家研究非侵入式脑机接口底层技术企业，主要聚焦教育和医疗健康领域。截至2018年底，BrainCo已获授权及正在申请的专利有近百项。在2018年已尝试将技术商业化，在CES 2019中展示出Focus赋思头环、Focus Fit冥想头环，以及第五代人工智能假手Brain Robotics。2017年该创始人回国，成立北京强脑科技。
注：Focus 1赋思头环
目前国内脑机接口企业主要集中在医疗领域，非医疗领域的应用场景主要在教育与智能可穿戴领域，并且国内的企业多数是高校、科研院所技术成果转化而来。
博睿康，成立于2011年，依托清华大学神经工程实验室进行技术创新，主要为神经科学创新研究与临床神经疾病诊断、治疗与康复提供解决方案，今年8月，完成A轮6000万元融资，旨在推动微创植入反馈治疗和脑机智能主动康复领域的产品落地，加速“脑机接口”落地临床。
臻泰智能，2018年成立于西安，脱胎于西安交通大学医工交叉研究所，致力于脑控医疗康复系统研发商，主要提供辅助交互及康复治疗设备，包括辅助行走、康复训练等，其自主研发了一种基于视觉诱发的新型脑控运动康复方式，今年9月获联想创投数百万元天使轮投资。
二
技术的商业化边界
Gartner技术成熟度曲线中，脑机接口由2017的技术触发期转为了2018年的期望膨胀期，预计需要超过10年以上时间才达到高峰期。就整个产业而言，由于非侵入式的易用性，2013年非侵入式脑机接口已经占了整个脑机接口市场收入的85%，目前非侵入式的脑机接口已经逐步在医疗健康、教育等领域探索商业化，侵入式脑机接口由于技术过于复杂，仍处于技术攻坚阶段。
根据研究机构Allied Market Research的研究报告，全球脑机接口市场预计在2020年将达到14.6亿美元，从2014至2020年的年复合增长率为11.5%。此前，有机构在2017年预测，单纯从脑机接口设备（EEG/EMG）的维度来看，市场规模在5年内将达到25亿美元。从脑机接口将深度影响的数个科技领域来看，市场规模在5年内将达到数千亿美元，其中包括：ADHD脑机接口反馈治疗460亿美元，大脑检测系统120亿美元，教育科技2500亿美元，游戏产业1200亿美元。
医疗健康。目前主要集中在强化、恢复、保健领域。“强化”方向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，技术难度最高，实现商业化最难；恢复主要指针对脑疾病做对应的神经反馈训练恢复训练，国内多数创业企业以恢复为主。此外还有保健领域，主要包括冥想减压、锻炼注意力等。
教育领域。脑机接口在教育领域具有极大的应用潜力。目前研究主要集中在学习状态识别、注意力水平测量、学习动机评估、学习风格鉴定、身体感官重建等方面。上文提到的BrainCo在此领域进行探索，产品主要对学生注意力值实时探测进行记忆训练与学科培训，帮助老师及时了解课堂情况以改变教学方法，目前已经推出面向C端与B端的可穿戴产品。此外，在教育领域更为酷炫的是记忆移植，每个慵懒的童年或许都有过关于不用学习，将知识直接从网上Down到大脑中的遐想，这或许可以通过脑机接口实现，德克萨斯大学西南医学中心的Todd Roberts博士在最新的一项研究结果显示：“通过向大脑中移植记忆，可以让鸟类在无需父辈的教导情况下学会发声。”
游戏娱乐。脑机接口将为游戏娱乐行业带来颠覆式的体验，沉浸式意念控制，类似日漫《刀剑神域》，通过脑机设备登录一个全新的世界，进行游戏体验，在赛博空间再造一个数字虚拟世界，提供游戏与娱乐。你可以想象一下，用手机隔着屏幕生硬的操控王者荣耀中虚拟人物和将自己化身为真正的召唤师在游戏中随心所欲的战斗，哪个更让人激动人心。此外，游戏产业规模巨大，但游戏行业内的各类游戏玩法、模式鲜有创新，行业创新难以找到突破口，而脑机游戏的概念将会为游戏产业勾画出美好未来。
三
脑机接口与数字化永生
一个人全部的DNA、记忆和意识，理论上是可全部实现数据化的，身体本身只是一个信息表达、信息接受和信息储存的载体。永生，可能从人类具备意识成为智人时候就有过幻想，不过相比让脆弱的肉体长生不老，将人类大脑从身体中释放出来，使一个人数字化实现永生似乎更靠谱一些。
今年9月初，《华盛顿邮报》报道：“78岁的间谍小说家、好莱坞编剧安德鲁·卡普兰，已同意成为“AndyBot”(一个数字人)，在云端创造一个虚拟的自己。由此，他将在云上永生数百年，甚至数千年。”此外，美国创业企业Nectome,计划对人的活体大脑进行保存，并在未来实现意识上传，把死者的意识和记忆上传到云端装置储存起来。
脑机接口未来或能实现脑联网、意识的上传与下载、真正的数字永生。我们想获取永生可能源于对死亡的恐惧，可能源于想要实现知识的大爆炸，可能源于想要留下来过的印记。但活着是人意识主观的一种感受的话，如若能实现数字永生，永生本身也就成为了死亡，生与死本来是界限分明的两种状态，打破了界限也就意味着失衡，对于那时的人类或许已没了本质的区别，永生的欲望下只剩活着的孤独。
技术的发展本身不是目标，只是过程，在技术改变生活这个事情里面，技术的进步只是过程，生活的被改变才是目标。整体来看，脑机接口的发展还很初期，目前暂未出现资本的大量涌入，想要进入寻常百姓家，还需要时间去沉淀。目前脑机接口的研究多集中在实验室，从实验室到产业化再到普通人的生活中，我们还需要给些时间让它从科幻中走出来。
【重大项目】
【大额融资与并购】
注：“大额融资事件”入选标准：天使轮千万元级，其它轮次亿元级
数据来源：GEI咨询大数据平台
【本周看点】
1
阿里巴巴在2019年云栖大会上发布多款AI新产品
9月25日，阿里巴巴人工智能实验室发布“家庭大脑”计划，将以天猫精灵为家庭终端，融合语音、视觉、触摸等多种人机交互方式，通过AI感知、理解和决策能力，打造5G时代的智慧家庭；
9月25日，阿里巴巴达摩院发布全球最强的AI芯片——含光800。在业界标准的ResNet-50测试中，含光800推理性能达到78563 IPS，比目前业界最好的AI芯片性能高4倍，能效比500 IPS/W，是第二名的3.3倍；
9月25日，阿里巴巴人工智能实验室发布天猫精灵CCL智能带屏蓝牙音箱，搭载阿里人工智能实验室和平头哥共同定制开发的智能语音芯片TG6100N，正面配备一块7英寸高清IPS大屏，同时支持语音、视觉和触屏三种交互方式。
2
百度在长沙落地首批45辆“自动驾驶出租车队”
9月26日，百度在长沙试运营自动驾驶出租车队Robotaxi。首批45辆Apollo与一汽红旗联合研发的“红旗EV”Robotaxi车队在长沙部分已开放测试路段开始试运营，普通长沙市民可登录Apollo官网申请成为种子用户，并有机会试乘体验。
3
Strategy Analytics发布《2019年全球智能家居市场》
9月26日，Strategy Analytics发布《2019年全球智能家居市场》研究报告。该报告预测到2019年，消费者在智能家居相关硬件、服务和安装费用上的支出将达到1030亿美元，并将以11％的复合年均增长率增长到2023年的1570亿美元。2019年设备销量超过8.8亿台，设备支出550亿美元，占总支出的54%，并将以10％的复合年均增长率增长到2023年的810亿美元。
4
上海发布《关于建设人工智能上海高地构建一流创新生态的行动方案（2019-2021年）》
9月25日，上海市印发《关于建设人工智能上海高地 构建一流创新生态的行动方案（2019-2021年）》，聚焦支持人工智能企业发展，打造一流AI芯片高地。到2021年，全力打响上海人工智能“一流创新生态”标志性品牌。布局建设4+X融合创新载体，部署十大全球领先创新应用场景。强化原始创新动力，推进开放五大枢纽创新平台，培育一批国际顶尖创新团队。打造十家创新龙头企业，百家创新标杆企业，形成重点产业千亿产值规模。
5
上海发布5G产业发展和应用创新三年行动计划
9月26日，上海正式发布《上海5G产业发展和应用创新三年行动计划（2019-2021年）》，以及《5G+智能制造白皮书（2019）》和《5G+智慧医疗白皮书（2019）》。根据行动计划，目标到2021年，全市5G产业实现“三个千亿”的目标，即5G制造业、软件和信息服务业、应用产业规模均达到1000亿元。
6
波士顿动力Atlas机器人连贯完成整套动作表演
9月25日，波士顿动力（Boston Dynamics）公布最新的Atlas机器人视频，从视频中可以看到，Atlas已经能够熟练运用躯干和四肢完成一系列动作，包括蹲下、倒立、连续翻跟头、180度空中转体、跳跃、360度空中转体，整套动作非常连贯，最后的动作仿佛体操运动员完成一整套动作后向裁判员示意。波士顿动力通过新技术简化开发过程来创建这一套动作，优化算法将每个操作的描述转换为可行的参考运动，Atlas使用模型预测控制器跟踪运动，该控制器可以从一个动作平稳地转换到下一个动作。
7
北京大兴国际机场正式投入运营AI、5G赋能创新
9月25日，北京大兴国际机场正式投入运营。作为智能化程度最高的机场，大兴机场广泛应用各项智慧型新技术，重点建设了19个平台的68个系统，实现对机场全区域、全业务领域的覆盖和支撑，为旅客提供“刷脸”通行、智能安检、个性化导航、行李追踪等全新智能化出行服务。大兴机场还建立了统一的运行信息数据平台，纳入各相关单位的系统数据信息，并整合大数据分析等技术，全面掌握航班运行状态与地面保障各环节信息，实现信息精准掌握、运行智能决策。
8
优刻得科技过会，冲刺科创板云计算第一股
9月27日，优刻得科技正式通过上交所上市委会议审议，意味着这家云服务独角兽公司将不日登陆科创板。据招股书显示，优刻得拟募集资金69.47亿元，此次募集的资金将用于网络环境下应用数据安全流通平台、多媒体云平台、内蒙古乌兰察布市集宁区优刻得数据中心、新一代人工智能服务平台等项目。优刻得是国内领先的第三方云计算服务商，为用户提供公有云、私有云、混合云三种模式的服务，是通过工信部可信云服务认证的首批企业之一。
9
滴滴自动驾驶获得苏州公安局颁发的路测牌照
9月26日，滴滴自动驾驶获得江苏省苏州公安局颁发的路测牌照，将在苏州区域内开展自动驾驶公开道路测试。滴滴已在苏州组建研发团队，并开展相关研究工作。此前滴滴已经分别在美国加州、北京以及上海获得路测资格。
10
国内多个城市探索AI技术和产品的创新应用
9月26日，深圳发布全国首个多功能智能杆地方标准，并启动全国首个城市信息通信基础设施专项规划，今年深圳市计划建成多功能智能杆约3800根，目前已建成约2200根；
9月27日，南京智慧交通联合高德地图对外宣布：全国首批“互联网+智能站牌”正式落地南京，届时将有54块公交电子屏被点亮；
9月29日，北京海淀区志强北园智慧平安社区实现“AI+5G”技术的落地，其中中国移动对区域内基站进行5G建设，华为提供AI前端+5G视频接入回传的解决方案，特斯联基于前端采集数据提供上层业务应用；
9月30日，上海交通大学医学院附属瑞金医院与上海银行基于“医疗+金融”的合作创新，共同合作推出沪上首个智慧住院床旁服务机器人，成功实现上海首例通过机器人完成自助出院结算服务工作。
11
安徽省发布新一代人工智能产业基地建设实施方案
9月27日，安徽省经信厅、发展改革委、科技厅联合印发《安徽省新一代人工智能产业基地建设实施方案》。方案提到，到2022年，优先培育智能语音（中国声谷）、智能机器人、智能家居、智能网联汽车、类脑智能等人工智能产业，形成国内有特色、有影响的人工智能产业基地；到2025年，人工智能产业基地核心竞争力进一步增强，产业集聚度进一步提升，成为全国新一代人工智能创新应用先导区、产业发展集聚区和创新发展示范区。
12
百度发布超级AI计算平台X-MAN4.0
9月27日，在荷兰阿姆斯特丹举办的2019 OCP Regional Summit 会议上，百度发布业界首款支持OAI（Open Accelerator Infrastructure）标准和液冷散热的超级AI计算平台X-MAN4.0。百度在主导OAI标准定义的同时，也以实际行动推动OAI标准落地，通过构建开放的AI硬件生态系统来推动全球AI新硬件技术创新和落地。
13
蚂蚁金服自研数据库超Oracle登全球第一
10月2日，数据库领域最权威机构国际事务处理性能委员会（TPC，Transaction Processing Performance Council）发表最新的TPC-C基准测试结果。蚂蚁金服自主研发的金融级分布式关系数据库OceanBase以两倍于Oracle（甲骨文）的成绩，打破数据库基准性能测试的世界记录，成为首个登顶该榜单的中国数据库产品。
14
微软召开新品发布会，发布多个智能硬件产品
10月2日，微软在纽约举办了2019秋季新品发布会。在本次发布会上，微软带来了全新的Surface系列家族新品，包括Surface Duo双屏手机、Surface Neo双屏电脑、基于高通处理器的超窄边框平板Surface Pro X、Surface Pro7、Surface Laptop3、专为双屏设计新开发的操作系统Windows 10X以及Surface Earbuds无线耳机等众多新品。
作者：黄波 长城所副总；班智飞 数字经济部项目经理；杨阳 数字经济部咨询师；李育安 数字经济部咨询师；