脑机接口总体愿景与关键技术研究报告（2022年）

No.202217 中国信息通信研究院 2022年11月 脑机接口总体愿景与关键 技术研究报告 (2022 年) 版权声明本报告版权属于中国信息通信研究院，并受法律保护。转载、摘编或利用其它方式使用本报告文字或者观点的，应注明“来源：中国信息通信研究院”。违反上述声明者，本院将追究其相关法律责任。 前 言 脑科学问题是人类社会面临的基础科学问题之一，是人类理解自然和理解人类本身的待深入探索领域，而脑机接口是有效探索手段之一。我们站在通往未知世界的伟大旅程起点上，探索大脑之途势必艰辛而具有挑战。在国家战略和顶层设计的引领下，在科技创新不断更迭促进下，在人民大众的期待关注下，脑机接口技术将在面向世界科技前沿、面向国家重大需求、面向人民生命健康的科技创新主战场上发挥重要作用。为此提出“脑智芯连，思行无碍”这一行业发展总体愿景，并针对此愿景目标的实现，尝试勾画出在不远的未来，脑机接口产业发展的蓝图和愿景期望。希望产业各方能够在此愿景描绘的不同场景下开展更多研究、开发、交流与合作，共同绘制脑机接口产业美好的未来。 研究过程中，我们开展了大量走访调研，就脑机接口系统的总体愿景目标、系统应满足的需求及关键指标、关键技术发展现状和趋势、脑机接口系统的应用场景和业界诉求等问题广泛征询专家学者意见，得到了行业多方的大力支持，并获得了大量有价值的第一手信息和观点。调研工作覆盖国内十多个省份的主要高校、科研机构和企事业单位，主要包括清华大学、天津大学、北京理工大学、昆明理工大学、杭州电子科技大学、电子科技大学、西安交通大学、上海大学、国防科技大学、中科院深圳先进院、中科院半导体所、之江实验室、博睿康科技（常州）股份有限公司、浙江强脑科技有限公司、山东海天智 能工程有限公司、浙江柔灵科技有限公司、西安臻泰智能科技有限公司、北京华脑技术发展有限公司、上海韶脑传感技术有限公司、中电云脑（天津）科技有限公司、无锡傲意科技有限公司、蓝色传感（北京）科技有限公司、上海念通智能科技有限公司、北京品驰医疗设备有限公司等，在此向所有专家提供的专业支持和宝贵建议致以衷心的鸣谢。 目 录 一、脑机接口系统的总体愿景 .................................................................................... 1 （一）脑机接口发展概述 .................................................................................... 1 （二）总体愿景 .................................................................................................... 3 二、脑机接口系统应满足的需求及关键指标 ............................................................ 5 （一）需求 ............................................................................................................ 5 （二）关键指标 .................................................................................................... 8 三、脑机接口关键技术 .............................................................................................. 15 （一）采集技术 .................................................................................................. 17 （二）刺激技术 .................................................................................................. 22 （三）范式编码技术 .......................................................................................... 25 （四）解码算法技术 .......................................................................................... 29 四、典型应用场景案例和需求 .................................................................................. 33 （一）脑状态检测 .............................................................................................. 33 （二）神经调控 .................................................................................................. 37 （三）对外交互 .................................................................................................. 41 五、展望与建议 .......................................................................................................... 45 （一）未来展望 .................................................................................................. 45 （二）发展建议 .................................................................................................. 47 图 目 录 图 1 脑机接口系统的五大需求支撑愿景实现 ......................................................... 4 图 2 脑机接口系统的关键指标 ...........................................................................