一、现状和情景分析的基础
中国的脑机接口比其他国家落后五到十年,中国的脑计划于 2016 年启动。在 "十四五 "规划中,专门列入了 "脑科学与类脑研究--脑机接口技术研发"。这一核心模式加快了脑机接口技术的突破进度,成为到 2023 年脑机接口技术走向成熟的关键。 从 2023 年开始,脑机接口技术逐步实现重大突破,非植入式领域测控管脑解决方案成熟并广泛应用,植入式领域关键技术逐步解决,阶段性目标定期实现。脑机接口的使用具有重大的社会效益,可以促进医疗和保健领域的数字化和智能化。它支持人体强化技术和替代技术的发展,并对人们的生活和社会活动产生革命性的影响。
二、脑机接口应用场景
1、医疗康复情景:帮助症患者改善记忆力
脑机接口在医疗康复中发挥着越来越重要的作用。中国脑损伤发病率为每十万人 12.99 例,中重度致残率为 10%,抑郁焦虑发病率接近 7%,阿尔茨海默病发病率为 6%。脑机接口可在改善神经系统疾病患者的生活质量方面发挥重要作用。帮助改善阿尔茨海默病患者的记忆力是我们在这项研究中开发的九个医疗康复场景之一,研究显示,40 岁以上人群和高收入家庭(如 3 万以上)对这一场景的认知度更高。
2、教育和培训情景:提高学习和记忆能力
脑机接口技术通过精确检测脑电波模式,深入分析学生的认知特点和情绪反应,为每个学生提供高度个性化的学习。该技术可实时监测学生的注意力水平和学习状态,使教师能够调整教学内容和教学方法,使之更符合学生的学习和理解水平。此外,脑机接口还能监测记忆巩固过程中的脑电活动,帮助教师优化学习任务的时间安排,促进长期记忆的形成。研究表明,各年龄段对提高学习和记忆能力的重视程度更加均衡,企业员工、专业人士和学生对这一情景更加认可。
3、教学和培训情景:帮助学生远程学习
脑机接口可以提供大脑活动的实时反馈,让教师立即了解学生的学习情况,并根据这些信息调整教学策略。在远程学习环境中,教师可以利用脑机接口监测学生的参与度和学习状态,并及时调整教学方法,即使他们在物理上是分离的。通过脑机接口收集到的数据可以与大规模教育数据集相结合,帮助教师和研究人员更好地理解学习,设计出更有效的教学方法和教材。研究表明,这种情景更适合 18 至 25 岁的青少年和在校学生。
4、游戏和娱乐:社交娱乐
脑机接口(BCI)技术不仅引入了创新的互动方式,还实现了玩家之间的社交互动。随着这项技术的发展和普及,BCI有望成为公共娱乐场所中一种流行的社交活动形式。例如,可以在科技博物馆中制作互动展品,参观者可以利用脑电波控制展品,并与其他参观者分享体验。在观看电影或体验故事时,通过脑电波分享情感反应,可以加强社会联系。将脑电波游戏与社交网络相结合,可以让玩家分享他们的成就和体验,增加社交互动和用户参与度。研究表明,18 至 30 岁的年轻人、学生、服务人员等对这一场景更感兴趣。
5、社交乐趣情景:脑力游戏
脑机接口技术在心智游戏场景中的应用主要体现在通过读取和解码大脑神经信号来直接控制角色或游戏界面。这包括运动和光标位置控制、机器人运动和物体位置控制、大脑驱动的互动游戏、VR 游戏中的运动控制等。这些应用展示了脑机接口技术在游戏中的潜力,为玩家提供了身临其境的新体验,也为残障人士提供了参与游戏的新方式。随着技术的不断发展,未来脑控游戏的场景将更加丰富和完善。研究表明,18 至 30 岁的年轻人、自由职业者、工人和学生更有可能实现这种场景。
6、人机交互场景:管理智能家居
脑机接口技术在智能家居控制场景中的应用,主要是通过用户的意图控制各种智能家居设备,提高生活的舒适度和便利性。未来智能家居控制场景的应用将更加广泛和深入,为用户提供更加智能化和个性化的生活体验,促进智能家居行业的发展。研究显示,31-50 岁的中高收入人群对智能家居控制场景的认知度更高。
7、人机交互情景:驾驶支持
脑机接口在辅助驾驶中的作用主要体现在以下几个方面:应急响应、预测驾驶员意图、监测驾驶员状态、提高驾驶性能、调节脑机合作和残疾人辅助驾驶。凭借这些作用,脑机接口技术在辅助驾驶方面具有巨大潜力,有望在未来的智能交通系统中发挥更加重要的作用。调查显示,18 至 25 岁的年轻人对此最感兴趣。
8、人机交互情景:艺术与创造性表达
脑机接口技术被广泛应用于艺术创作表现,如利用大脑计算机描绘梦境、创作新的艺术作品、探索情感在艺术中的传递和影响等。艺术家可以将脑电信号直接转化为绘画,创作抽象画等艺术作品,也可以利用脑机接口技术将思想和情感转化为创作作品,为艺术创作开辟了全新的可能性。研究显示,18-30 岁、51-60 岁、高收入者和自由职业者对这一情景的意识较强。
三、面临的问题
1、阶级鸿沟
由于它是一种颠覆性技术,脑机接口技术的研发和应用成本较高,可能会扩大阶级鸿沟,因为只有条件较好的人才能享受到该技术带来的便利。如果该技术不能迅速得到采用,可能会导致获得该技术的机会不平等,从而扩大阶级鸿沟,贫富差距可能会导致初期应用不会普遍。
2、安全性
脑机接口技术直接作用于人脑,其技术安全性是广泛应用的先决条件。另一方面,价格问题直接影响到产品的可用性,如果消费者无法以合理的价格获得脑机接口技术,可能会限制其广泛应用。
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