脑机 聚焦人工智能:脑机接口技术

 精神控制的外骨骼和先进的神经假肢;虚拟和增强现实;可穿戴设备使用来自大脑的数据来影响用户的情绪和情绪——这些曾经是科幻小说的内容。今天,它们越来越多地出现在科学事实的范围内,并将影响医疗保健、游戏和国家安全的方方面面。随着这一领域的预期增长,专利申请的繁荣肯定会随之而来。  对于脑机接口(BCI)技术来说,这是一个激动人心的时代。世界上许多国家都有大量正在进行的基于大脑的研究资助计划,这些计划

  精神控制的外骨骼和先进的神经假肢;虚拟和增强现实;可穿戴设备使用来自大脑的数据来影响用户的情绪和情绪——这些曾经是科幻小说的内容。今天,它们越来越多地出现在科学事实的范围内,并将影响医疗保健、游戏和国家安全的方方面面。随着这一领域的预期增长,专利申请的繁荣肯定会随之而来。

  对于脑机接口(BCI)技术来说,这是一个激动人心的时代。世界上许多国家都有大量正在进行的基于大脑的研究资助计划,这些计划包括用于人工智能和类脑计算的资金流。例如,欧盟的人脑计划将在其任务期限内提供约 11.9 亿欧元¹,而美国的BRAIN 计划将在 2027 年之前投资约 66 亿美元²,其中包括公共资金和私人合伙企业³。亚洲的一些主要创新市场也在这一研发领域进行了大量投资。到 2030 年,中国大脑计划预计价值 10 亿美元⁴,而日本在其Brain/MINDS项目上的投资估计为 400 亿日元(超过 4.35 亿加元)⁵。

  新兴技术的专利往往落后于基础研究几年,因此预计未来十年会数量激增。事实上,一些人预测,仅在 2021 年至 2026 年间,BCI 市场的价值就可以翻一番⁶,对医学和专利文献的调查显示,过去 30 年中,年度 BCI 出版物呈指数增长,但尚未开始逐渐减少(图 1)。图 1 可能低估了有关 BCI 技术的真实出版物数量,因为结果仅限于使用的搜索词。

  在 BCI 技术的开发方面,许多人会看到像 Elon Musk 的 Neuralink 这样的大头条制造商,该公司最近在美国、加拿大和世界各地提交了多项专利申请(例如,参见美国专利 10,824,579,它公开了一个网络在用于接收和处理由电极捕获的神经事件的芯片)。这只是一个例子。BCI 研发正在从大公司到小公司全面开展,在加拿大也一样。

  加拿大有自己的国家大脑研究资助计划,称为加拿大大脑研究基金,截至 2021 年已提供 2.67 亿加元的新资金。加拿大还通过例如CIFAR在人工智能领域进行大量投资。

  但是,BCI 生物技术初创公司也有融资机会,包括安大略脑研究所的神经技术早期研究和开发计划⁷,以及NERVE 计划⁸,每年向多达 5 家处于早期阶段的企业提供 100,000 加元,其中在安大略省制定了发展具有全球竞争力的神经技术集群的目标。

  创意破坏实验室还宣布了其 2021 年最新的资金流,称为 The Neuro Stream⁹,该实验室位于多伦多。该流下的一些创新领域特别包括 BCI 技术和神经假肢。

  已经有许多令人兴奋的、本土的基于 BCI 的创新的例子。在卡尔加里,Neuraura正在开发大脑传感器技术,如电极和监测平台,帮助治疗癫痫和偏头痛,以及阿尔茨海默病和帕金森病等神经退行性疾病。与此同时,在哈利法克斯,Axem Neurotechnology正在开发可穿戴技术和应用程序,使用功能性近红外光谱 (fNIRS) 测量皮质血氧水平,以帮助中风恢复。天生赢家 一触即发

  Zentrela和NeuroQore正在开发非侵入性技术,包括Zentrela的基于脑电图 (EEG) 的神经技术平台,用于量化产品的心理作用,以及NeuroQore的基于重复经颅磁刺激 (rTMS) 的平台来治疗抑郁症。同时,LUCID正在开发一个“情感推动”平台,该平台收集生物特征数据以确定用户的情绪和情绪,并采用深度学习系统向用户呈现精心策划的音乐体验,以“推动”用户达到期望的结果(例如,放松或睡觉)。最后,Nurosene开发了人工智能技术,以协助研究神经退行性疾病的治疗方法。

  2021 年 11 月下旬,多伦多的 Nurosene 宣布与牛津大学的 Ni2o 建立新的合作伙伴关系¹⁰,Nurosene 的 AI 与 Ni2o 的无线猕猴桃大脑植入物相结合,可以提供更精确的治疗选择。

  展望未来,我们预计会看到越来越多的基于 BCI 的专利申请,公司纷纷为方法、硬件到软件的所有内容申请专利。然而,鉴于其中一些技术是非侵入性的,而另一些则具有侵入性,基于 BCI 的发明也可能使公司陷入监管问题的泥潭,引起与市场批准、系统安全和隐私保护相关的问题,因为我们的法律往往对颠覆性技术毫无准备。

  我们致力于脑机接口的产业创新研究和创新力量协同,我们广泛联结产学研用各方专家,并致力于面向政府提供支撑,面向行业提供服务,面向公众提供科普。

  2021年我们召开了脑机接口技术创新与产业发展论坛,发布了产业研究报告。

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