腦機接口｜第二輯：腦機接口的研究成果與專利布局

作為當(dāng)下技術(shù)熱點之一的腦機接口自然有著大量的科研產(chǎn)出。本輯我們來給大家介紹腦機接口的科研工作現(xiàn)狀以及專利布局分析。

腦機接口學(xué)術(shù)研究成果

腦機接口學(xué)術(shù)研究起步較早，且近期研究趨熱。

歐美等國家科研基金組織積極支持腦機接口科研立項。國際知名高校是腦機接口主要創(chuàng)新力量。

從科研項目的申請方向看，腦刺激技術(shù)手段趨于多樣，人工智能技術(shù)逐漸與腦機接口產(chǎn)生融合。

2000至2020年各國腦機接口學(xué)術(shù)論文發(fā)表量（來源：中國信通院）

腦機接口科研立項催生出大量學(xué)術(shù)論文。在Web of Science的sci，ssci，cpci（會議）數(shù)據(jù)庫中，腦機接口英文論文數(shù)量目前達(dá)到1.4萬余篇，2009年后增速加快。其中，2020年由于審稿等原因?qū)е聰?shù)量有所下降，低于真實水平。

根據(jù)腦機接口論文的關(guān)鍵詞詞頻以及關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)分析，目前學(xué)術(shù)界的研究熱點主要分為五大類：

腦機接口學(xué)術(shù)論文研究熱點方向（來源：中國信通院）

一是應(yīng)用于康復(fù)領(lǐng)域的研究，通過對腦電信號的分類與識別，實現(xiàn)對神經(jīng)系統(tǒng)疾病和心理疾病的監(jiān)測與康復(fù)治療；

二是用于殘障群體生活質(zhì)量提高的研究，利用腦機接口技術(shù)為功能障礙患者建立與外界交流的通道；

三是基于人工智能算法的研究，如利用人工智能算法提取腦電圖特征；

四是基于穩(wěn)態(tài)視覺誘發(fā)電位的腦機接口系統(tǒng)的研究；

五是腦功能成像技術(shù)的研究，如功能性近紅外光譜技術(shù)、功能磁共振成像、神經(jīng)反饋等。

腦機接口學(xué)術(shù)論文研究熱點方向（來源：中國信通院）

目前，世界多國的科研高校和實驗室都已開始了積極探索腦機接口技術(shù)的研究工作。

從90年代開始，我國陸續(xù)在北上廣及重點省會城市成立腦科學(xué)研究相關(guān)中心和實驗室。并于2017年和2018年分別成立了類腦智能技術(shù)及應(yīng)用國家工程實驗室、北京腦科學(xué)與類腦研究中心，推動腦機接口技術(shù)的創(chuàng)新和發(fā)展。近些年國內(nèi)腦科學(xué)相關(guān)高科技產(chǎn)業(yè)園、基地和創(chuàng)新研究中心陸續(xù)落地。

此外，企業(yè)和高校也在政府的支持下入駐園區(qū)和設(shè)立研究院，圍繞“腦科學(xué)”產(chǎn)業(yè)推進(jìn)創(chuàng)新發(fā)展。

腦機接口專利布局分析

全球腦機接口專利申請近些年加速增長。

對腦機接口相關(guān)專利（發(fā)明專利和實用新型專利）進(jìn)行檢索，去除無效專利，近十年的專利總量達(dá)到一萬余件同族。

腦機接口專利申請趨勢（來源：中國信通院）

從當(dāng)前持續(xù)增長的勢頭看，腦機接口專利未來三年內(nèi)仍將持續(xù)增長。且在國家規(guī)劃不斷出臺，相關(guān)政策持續(xù)激勵，產(chǎn)業(yè)發(fā)展不斷完善，市場日趨豐富完善，學(xué)術(shù)科研不斷深入，重大項目陸續(xù)落地的帶動影響下，預(yù)計將達(dá)到年申請量2000件以上水平。

當(dāng)前腦機接口專利申請快速增長的原因一方面歸于科研高校等機構(gòu)日趨重視專利，腦機接口專利布局明顯增多；另一方面是大量新的申請人持續(xù)踏入該領(lǐng)域進(jìn)行研究和專利布局。

其中，中國近些年對腦機接口的重視程度日益提升，帶動學(xué)術(shù)研究和產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展，同時顯著拉升中國在此領(lǐng)域的專利，目前源自中國申請的腦機接口專利無論是申請量還是授權(quán)量都在全球占比過半，反映出中國開始在此領(lǐng)域發(fā)力創(chuàng)新的活力。

同時，腦機接口創(chuàng)新的專利技術(shù)逐步走向落地運用。

專利許可的數(shù)據(jù)一定程度上可以表明一項技術(shù)的轉(zhuǎn)化和應(yīng)用情況。2010年至2021年期間，腦機接口的有效發(fā)明和實用新型專利許可量達(dá)到一百余件，2015年開始許可活動逐漸活躍，年許可量接近10件，一定程度體現(xiàn)出技術(shù)逐步走出實驗室，向產(chǎn)業(yè)應(yīng)用落地。

全球腦機接口專利許可趨勢（來源：中國信通院）

從許可專利的布局地域看，超過80%的許可發(fā)生在美國，從許可專利的持有者看，主要以美國高校及其專利運營管理機構(gòu)為主。

從許可技術(shù)看，主要是與神經(jīng)疾病識別和治療、精神狀態(tài)監(jiān)測相關(guān)。

專利應(yīng)用：圍繞人工智能，關(guān)注神經(jīng)疾病治療

腦機接口技術(shù)重點方向?qū)＠貓D體現(xiàn)出的熱點方向主要包括：

腦機接口專利布局熱點（來源：中國信通院）

1）基于人工智能的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等分類方法正在被用于腦機理識別，例如情感識別；

2）基于增強現(xiàn)實和機械外骨骼等構(gòu)造康復(fù)設(shè)備；

3）基于視覺感知實現(xiàn)字符輸入；

4）基于精神狀態(tài)檢測實現(xiàn)安全駕駛；

5）基于感官刺激實現(xiàn)助眠和睡眠檢測；

6）基于神經(jīng)刺激治療癲癇哮喘等疾病；

7）干濕電極、植入式電極、導(dǎo)電膏、腦電帽、生物材料的研究開發(fā)；

8）基于手機的生理檢測和遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)等。

此外，人工智能技術(shù)在腦機接口應(yīng)用日益深入，深度學(xué)習(xí)、機器學(xué)習(xí)、卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)在專利技術(shù)中出現(xiàn)頻次日益增多。

腦機接口專利高頻詞（來源：中國信通院）

關(guān)鍵詞： 腦機接口｜第二輯腦機接口的研究成果與專利布局