元宇宙或迎“终极形态”？马斯克为何如此力挺脑机接口技术文丨头豹在刚刚过去的2021年

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文丨头豹
在刚刚过去的2021年，随着资本市场的不断追捧、各类NFT商品持续的“热搜”冲击， “元宇宙”一词早已不再是陌生而新鲜的概念了。
然而，有一位举足轻重的科技界大佬却对各界冲破头想分羹“元宇宙”的行为不太感冒，反而对另一项被誉为“元宇宙终极形态”的技术：“脑机接口”更为看好——他就是埃隆·马斯克。
早在2020年8月，马斯克便斥资成立了一家名为Neuralink的公司，这家企业主攻的方向便是“脑机接口”这一听起来更富未来感、科幻感的技术。
2021年，马斯克继续为脑机接口技术站台。一方面， Neuralink在去年7月筹集了2.05亿美元的投资，这是该领域所有公司中最大规模的融资活动；另一方面， Neuralink的设备已在很多头猪和一只玩乒乓球的猴子身上成功试验，下一步将正式进入人体试验的阶段。
那么，马斯克如此推崇并肯定的脑机接口技术究竟怎么理解？是否正如电影《黑客帝国》中所述那般全新全异？
对标西方国家，中国脑机接口技术现处于何种阶段，行业内是否已经达到了一定的应用水平？
本文，头豹研究院将从概念、行业、应用等视角，为您梳理并解读脑机接口技术行业现状，洞察行业未来发展趋势，挖掘优秀行业标的。
脑机接口究竟是“何方神圣”？
脑机接口是指在人或动物大脑与外部设备之间创建的直接连接，实现脑与设备的信息交换，其工作流程包括脑电信号的采集和获取、信号处理、信号的输出和执行，最终再将信号反馈给大脑。脑机接口最早在20世纪末提出，目的是帮助残疾人重新行走或支配上肢，技术发展至今已更能应用于正常人的生活和生产。
目前，医疗健康领域是脑机接口技术最初且最主要的应用领域，也是目前离商业化最近的应用领域。随着技术的发展，应用领域不断拓宽，未来将逐步应用于游戏娱乐、学习教育、智能家居和军事领域。在发展过程中，脑机接口也面临着诸多挑战，主要包括技术成熟度极低、跨多学科导致的技术复杂性、难以商业化和规模化，以及安全和伦理问题。
脑机接口工作流程
脑机接口工作流程中，信号采集是使用传感器，如脑电帽采集大脑信号；信号处理则包括信号处理、特征工程、分类回归三个步骤。
因头皮脑电信号幅值很小，且容易受到肌电、眼电、心电等干扰，因此需通过信号处理提高其信噪比；特征工程主要是特征提取，包括时域、频域、时频域、黎曼空间等；分类回归是使用机器学习算法从头皮脑电中解码其含义；信号的输出和执行是根据脑信号的含义向外界设备发送指令，以完成使用者意图。

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医疗健康是最初且最主要的应用领域，各领域应用，未来可期
医疗健康领域是脑机接口最初和最主要的应用领域，也是目前离离商业化最近的应用领域。
脑机接口在医疗领域的应用主要集中在“监测”、“改善/恢复”、“替代”和“增强”四大功效上；脑机接口在游戏娱乐领域的应用主要是为游戏玩家提供有别于传统游戏控制之外的新的操作维度，通过意念并结合VR来控制游戏，获得身临其境的沉浸式游戏体验；脑机接口在学习教育领域的应用主要集中在学习状态识别、注意力水平测量、学习动机评估等方面。
目前，脑机接口技术在教育领域尚处于初步应用阶段；脑机接口在智能家居领域的应用集中在“补充”方面，通过结合物联网，脑机接口可相当于“遥控器” ，人们通过意念控制灯的开关、窗帘的开关等，甚至进一步控制家庭机器人的运作；脑机接口在军事领域的应用集中在“替代”和“增强”上，通过控制各类无人机和机器人，代替士兵执行各类危险任务，减少人员伤亡。