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今天腦機接口賽道里的創業者,大多擁有相似的履歷:高校、實驗室、論文,再走向創業。技術能力往往是他們最突出的優勢,但真正經歷過完整產品開發流程的人卻并不多。
郭亮是其中少見的例外。
在深耕侵入式腦機接口科研二十余年之后,他選擇進入亞馬遜,從消費健康電子產品的研發開始,完整經歷了一款產品從定義、方案設計到銷售的全過程。這段看似與腦機接口無關的經歷,卻徹底改變了他的思維方式。在他看來,科研轉化關注的是"技術能做什么",而產品開發關注的是"用戶需要什么";科研轉化習慣于先有技術,再尋找應用,而真正成功的產品開發,往往是先找到市場,再決定采用什么技術。
也正是這種思維,讓他在創業時沒有選擇柔性電極,而是押注當時剛剛嶄露頭角的功能超聲神經成像(fUSI)。他認為,未來腦機接口真正的競爭,不會停留在算法、芯片或電極數量,而是誰能夠找到更先進的信號采集原理,并最終完成"技術—產品—市場"之間的閉環。
在這次采訪中,我們與郭亮聊了聊:為什么一位長期研究侵入式神經接口的學者,會轉向超聲腦機接口?為什么他認為產品思維比技術思維更重要?fUSI、tFUS和聲遺傳分別處于什么發展階段?以及當腦機接口行業進入產業化競爭后,哪些技術能夠真正穿越周期。
以下是本次專訪的對話實錄。
腦機接口社區:感謝郭老師接受采訪。你可以先簡單介紹一下自己的背景嗎?
郭亮:謝謝采訪邀請。我的背景主要在學術界。2002年上大二時,我開始接觸腦機接口。當時進入清華大學高上凱和高小榕老師的實驗室,第一次觀摩高小榕老師用EEG腦機接口控制軟鍵盤、撥打手機號,以及控制電燈、風扇開關。此后,我決定盡早參與科研。本科畢業后,我去美國佐治亞理工學院生物醫學工程系的神經工程實驗室讀博士,2011年初畢業,之后到麻省理工的Bob Langer實驗室做博士后。從2002年到2013年,將近11年都在做腦機接口相關研究。在清華時叫腦機接口;到美國后,我們做的是比較基礎的神經接口部分,并不做系統,因為接口沒有做好,系統功能也做不好。
開始我的研究落腳點是神經接口。我從2005年開始做柔性電極。當時,領域里已經認識到硬質電極刺入神經組織后功能無法長期維持,把電極做軟就是一種優化策略。大家一開始不想把軟電極插入腦組織,所以又采用表面電極:一是柔軟,減小了機械應力創傷;二是不刺入,可進一步減小創傷。
柔性表面電極作為我博士論文的課題。當時的應用是腦-脊髓接口,叫作“神經電子橋”。 項目需要在脊髓硬膜表面進行電刺激,因此需要柔性薄膜微電極陣列。比如高位截癱,脊髓中斷后,我們用電子器件在中間搭建信號連接的橋梁,把腦信號接到下方脊髓,以恢復完整信號傳遞通路,故稱作“神經電子橋”。
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2010年,郭亮在佐治亞理工學院攻讀博士期間,在實驗室手持自研的高密度、高集成度柔性神經電極陣列探針
之后,我認識到,只設計優化植入的電子器件本身,哪怕是采用柔性策略,植入后的器件功能也無法維持太久。我開始思考:在工程優化植入電子器件的同時,能否也工程優化植入部位的組織,把器件的工程優化和接收組織的工程優化結合起來,開發出能夠長期共存的電子-生物混合形態?這是我到麻省理工學院Langer組學習神經組織工程的初衷。
2013年以后,我在俄亥俄州立大學電氣與計算機工程系和神經科學系擔任聯聘tenure-track assistant professor,開始獨立科研,主要轉向生物電子混合神經接口和系統的研究,因為我認為這樣能延長神經接口的壽命。研究中,我獨立提出了生物型神經接口的概念;把它植入大腦,就是生物型腦機接口。
在俄亥俄州立大學升為副教授后,在疫情結束后,我辭職去硅谷的亞馬遜從事消費健康電子產品開發,學習了產品從概念、設計、開發、生產到銷售的完整周期。2023年,我想回國創辦腦機接口公司,但當時投融資環境不允許,便在硅谷成立公司,主要做神經再生型腦機接口。國內腦機接口開始起來后,我找到了合適的大學平臺,便關閉硅谷公司回國,入職上海交通大學集成電路學院。同時,希望通過公司轉化我在這個領域積累20多年的知識和技術,于是成立了腦器時代。
腦機接口社區:你剛才提到曾在亞馬遜從事消費健康電子工作,這段經歷對你創辦腦器時代有什么幫助或啟發?
郭亮:非常重要。現在國內腦機接口創業者以科學家為主,很少由企業家主導。科學家可能一直待在學校,沒有過在公司工作和開發產品的經驗,卻要創業做產品,這會存在問題。我在亞馬遜完成了這種認知轉變。我們做產品開發不依賴論文,因為論文指導不了產品的設計開發——科研的正常思路是先找問題,再用技術解決;但更常見的是,先有一項技術,再尋找它能解決什么問題。科學家創業通常也是如此:技術決定應用,過程中缺乏對需求的深入理解和把握。但在商業領域,更有效的方式是反過來:先找市場和客戶,了解客戶需求和市場規模,再看用什么技術、制作什么產品來滿足需求;所以是客戶需求決定采用何種實現技術。
我在亞馬遜學到的就是這種商業化產品開發的思維方式。大廠有系統培訓,年輕學生畢業后的第一份工作最好去大公司接受這種“正規”訓練,有經驗后再去小公司發揮。如果第一步就進小公司,可能得不到系統化培訓。
亞馬遜通過正規、系統的培訓,把它的文化價值和思維方式傳遞給新員工。雖然我不完全認同其中一些文化價值,但它能在商場中殺出一條血路,有些原則自然有其道理。最重要的是,亞馬遜一直強調customer obsession,也就是極致地服務客戶,盡最大努力滿足客戶需求,這與科研思路完全不同。
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2022年,郭亮在硅谷亞馬遜工作期間,學習了消費硬件產品的開發、生產、銷售全鏈條
腦機接口社區:對于超聲來說,是先找到適應癥或問題,再利用超聲技術解決;還是說從技術出發?
郭亮:從商業化角度,應該先找市場和用戶需求,再尋找能滿足需求的技術。但腦機接口技術還不成熟,按照這種正常思路找到的需求,可能無法用現有技術實現。需求和市場再好,技術實現不了,產品就做不出來,這是當前該產業最大的問題。
因此,大家會反過來,先看現有技術能實現什么、做到什么程度,再看它能滿足哪些人的哪些需求。這也有一定道理,但在技術、產品與市場磨合中,需要經過多輪閉環驗證,才能找到產品與市場的吻合,明確產品形態和用戶需求。
腦機接口社區:技術能力受限,應該如何理解?是技術還不夠成熟,還是技術已經成熟,但沒有找到切入點?
郭亮:技術不夠成熟。現在腦機接口或神經技術領域真正能夠成熟應用的方面仍然非常狹窄,其中確實能找到細分應用,但很多應用還處于嘗試和拓展階段。發現需求后,技術往往達不到滿足需求的程度,所以還有待進一步開發。
腦機接口社區:你之前的研究經歷主要在柔性電極領域,但這次創業選擇了超聲腦機接口。為什么會有這樣的轉向?這條路線對你最大的吸引力是什么?
郭亮:創業也要考慮市場里的競爭者。2011年博士畢業時,我曾想做柔性電極產品,作為供應鏈里的一環,賣給人工耳蝸、人工視網膜等廠商。但我發現市場太小,別人甚至不需要這種柔性電極,所以沒有繼續創業,又回歸科研。
2016年Neuralink成立時,我還在閉門做科研,不關心轉化和創業。此后,Neuralink帶火了國內以柔性電極為主的侵入式腦機接口賽道,但我一直在美國,沒有趕上這一波。
等我想進入賽道時,幾家頭部企業已經成型,不太適合繼續做柔性電極。除非有特別好的技術優勢,否則很難獲得發展空間。目前國內頭部企業的技術已經很成熟,很難大幅超越它們。
因此,我在硅谷成立推背圖公司時,沒有直接做電極,而是選擇獨特的神經再生方案。美國侵入式腦機接口公司中,Science Corporation也做神經再生,但它的方案與我們的思路和方向相反。
當時還沒有Merge Labs的消息,大家想到的腦機接口仍以侵入式或非侵入式電極為主。我早期通過一篇公眾號文章看到加州理工學院Shapiro的超聲腦機接口論文,發現這項超聲技術已經突破到適合做腦機接口的階段。我們原來想做高性能腦機接口,思路離不開侵入式電極,但這種技術路線的市場較狹小。現在有了性能很好的非侵入式方式,我當即認定這是更優的做腦機接口產品的技術路線。如果沒有發現超聲腦機接口這項新技術,我回國創業時原本仍會做神經再生型腦機接口。2025年回來的契機,恰逢超聲腦機接口的核心科學技術實現突破,并開始進入更多人的視野。
所以我感到很幸運,也可能是命運的安排:2025年正好趕上一條前景更好的技術路線,讓我有機會在這個新賽道始發時成為第一批進入者。
腦機接口社區:所以你認為,超聲腦機接口可能比神經再生更有前景或更有想象力?
郭亮:它的潛力更大。做商業和產品,首先要看市場是否足夠大。市場大,利潤空間才大。侵入式腦機接口,包括侵入式電極和神經再生方案,都針對重度癱瘓患者等細分醫療市場。這個市場只有幾百萬名患者,規模很小,而且技術很難。如果能用更簡單的技術面對更大的市場,商業上會更優,因為技術難度低、市場更大,用戶使用產品的門檻也更低。
腦機接口社區:如果從現在看5到10年之后,你希望將腦器時代定義成什么樣的公司?是世界級技術科研突破公司、醫療器械公司、下一代人機交互公司?
郭亮:科研是我們的強項,但腦器時代是一家產品公司,目標不是做科研或發文章,這是我們一開始就明確的定位。美國有些公司可以持續做10年應用研究,以發文章為主,甚至本身就是非營利性的,但這不適合國內環境。不以盈利為目的的公司難以存活,所以我們應該做產品開發,讓產品盡快落地并實現銷售。
我們定位為腦機接口公司。國內企業中,成立時就定位為腦機接口公司的并不多,第一家侵入式腦機接口公司應該是腦虎科技。我們成立時也是腦機接口公司。如果幾年后出現更新、更有前景的技術路線,我們很可能將其納入業務范圍。但無論領域是否火熱、周期如何波動,我們都是一家腦機接口公司。
另外,我們認為自身是一家AI硬件公司,目標是做人腦直接與AI交互的平臺性產品,這是物理智能的一種具象化體現。我們應當成為這個AI時代前沿科技的一個重要組成部分。
腦機接口社區:我也聽到很多說法,腦機接口如果聚焦醫療,其估值會有上限,也會面臨非常嚴格的監管。如果把它視為AI或其他類型,可能估值和監管都不一樣,是這樣嗎?
郭亮:對。剛才的問題還包括我們要做醫療器械公司,還是人機交互公司。我們的產品技術路線定位于通用多功能腦機接口,也就是用于人機交互,其中一個重要應用場景是醫療康復。由于這種超聲不能直接穿透顱骨,目前仍要做顱窗,但不用植入任何功能器件,因此它是一種微創、非侵入式技術。
這項技術可以賦能更多應用場景。侵入式電極很難被健康人使用,但非侵入式技術未來甚至可能不需要小手術,從而打開消費市場。消費市場的用戶不是病人,腦機接口需要為健康消費者提供人機交互的使用價值。現在AI功能很強,應該發展腦直接與AI交互的應用。因此,我們的遠期目標是做偏消費級的腦與AI交互產品,定位為AI硬件公司。
腦機接口社區:這樣來看,超聲腦機接口可能是微創或非侵入式的。未來在消費領域大概有哪些應用場景?
郭亮:進入消費端,首先要降低使用門檻、提升易用性,消費者不需要做手術非常關鍵。只有易用性和性能同時提升,才能打開消費市場。如果仍要做微創手術,但性能足夠強,也會有一部分消費者愿意接受,就像打耳洞、割雙眼皮一樣。腦機接口如果能帶來很大的使用價值,就會有更多人為此接受微創手術。
如果性能無法繼續提升,就要突破易用性:性能達到一定程度后,把它做成無創、非侵入、好用、易用的產品,也能打開市場。最好的情況是易用性和性能同時提升,再加上可穿戴、低成本,那么市場就會完全打開,形成規模很大的消費級市場。
腦機接口社區:你剛才提到超聲腦機接口可能是非侵入式的,不用開顱。它與侵入式腦機接口區別點在哪?
郭亮:它只是采集信號的物理模式不同。我們通常所說的非侵入式和侵入式,主要針對電極采集或輸出信號的方式。把這種分類用于超聲、紅外和磁場并不合適,因為它們都是非接觸式的。
電極用的是電場。神經細胞產生的動作電位只能在大腦組織里傳播100微米左右,要采集動作電位,電極必須放在距離神經元100微米以內,所以侵入式電極最合適。超聲不需要接觸,最好做成非侵入式。兩者感應、遙感信號的方式不同,但都想采集同一類信號。
超聲不能直接采集電活動,采集的是毛細血管血流體積變化,但這種變化直接反映微小區域內的電活動。因此,超聲信息包含神經電活動的信息,可以用于大腦意圖解碼。
腦機接口社區:比如我們兩個人說同一句話,侵入式技術記錄到的信號雖然存在個體差異,但這句話的模式可能差不多。那么,超聲記錄到的模式也一樣嗎?
郭亮:統計意義上是一樣的。即使同一個人在不同時間說同樣的話,信號也可能不完全一樣,但模式在統計意義上相同。人與人的差異可能稍大,但訓練解碼器時解碼的是模式,大體一致。人與人的基因差異很小,雖然個體長相等方面不同,但很高的基因相似度使人與人在結構和功能上非常接近。
腦機接口社區:很多人會把經顱聚焦超聲刺激tFUS、功能超聲成像fUSI和聲遺傳等混在一起。如果由你重新定義超聲腦機接口,這些技術分別解決什么問題?
郭亮:7月4日,中央電視臺13套新聞頻道《新聞調查》做了一期腦機接口專題。我從頭到尾看了,主要介紹了經典腦機接口,即提取大腦信號、解碼并控制外部設備,沒有涉及大腦調控。我覺得這很好,因為腦機接口概念產生之初以及Neuralink成立之前,講的都是讀腦、解碼和控制外部設備。神經調控以前不算腦機接口,現在有人提出將它歸入其中,也可以接受。
我認為,央視節目從國家層面體現了一種偏好:神經調控就叫神經調控,不要硬與腦機接口拉關系。但如果其中有讀腦解碼的部分,它確實屬于腦機接口。超聲既可以調控,也可以讀腦。調控技術叫經顱聚焦超聲刺激,即tFUS;讀腦技術叫功能超聲神經成像,即fUSI;還有一種精準刺激大腦的技術叫聲遺傳。這三種都是超聲能夠賦能的技術。
如何定義超聲腦機接口?按照經典定義,只有讀腦解碼屬于超聲腦機接口。Shapiro 最早的兩篇文章所說的超聲腦機接口,也是用fUSI讀腦、解碼和識別運動意圖。現在如果把超聲大腦調控也納入腦機接口,也可以,但這是兩套不同的技術。
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目前國內關注最多的是tFUS,因為它發展時間較長。超聲讀腦技術fUSI用于腦機接口才幾年時間,最早的一篇在2021年,是離線解碼;在線實時解碼出現在2023年年底。tFUS已有超過15年的研究積累,有大量文獻甚至美國公司的產品樣機可供參考。
因此,國內做tFUS超聲大腦調控的公司特別多:技術資料多,相對容易做,也容易形成明確的產品目標。讀腦技術文獻太少,未知內容太多,國內真正做超聲讀腦的公司較少。我們是其中一家,只做讀腦,不做大腦調控;讀腦技術選擇fUSI。
大腦調控用于治療慢性疼痛、抑郁癥、老年癡呆、帕金森癥和癲癇等神經性疾病。目前,老年癡呆已有美國FDA對tFUS的產品認證;慢性疼痛是在脊髓部位進行超聲刺激,去年也有一個認證。其他tFUS適應癥仍處于臨床研究階段,療效尚未確認。讀腦解決的則是意圖解碼、控制外部設備,以及經典腦機接口的康復訓練問題。
聲遺傳目前研究較少,主要因為涉及基因編輯,臨床落地在倫理層面較困難。它的優勢是能精準地讓少數甚至單個神經元直接放電,彌補tFUS不能直接讓人腦神經元放電的技術缺陷;限制是必須先做基因編輯,使技術更復雜、倫理風險更高。目前國內企業中,我還沒看到哪家在新聞稿中明確表示要做聲遺傳。
腦機接口社區:你認為從科研到產品落地,最大的工程挑戰是什么?真正的困難在于硬件、算法、生產控制,還是生物機制?
郭亮:不完全是這些。一旦涉及產品落地并成為成功產品,首先考慮的不是技術。產品是商品,必須能夠賣出去并盈利。有些技術產品能做出來,卻賣不出去;或者銷量不足;或者成本大于售價,生產銷售越多,虧損越多。這些都是失敗的產品。
成功產品首先要賣到足夠的量,也就是市場足夠大。如果只是小市場,一臺小儀器每年賣10臺,企業根本活不下去,投入無法收回。好產品既要有較大銷量,也要能夠單件盈利。
再反過來思考,什么樣的腦機接口技術能做出這樣的產品?它針對什么場景?目前各種腦機接口技術路徑中,很難找出一項技術真正能做出市場足夠大且能夠大幅盈利的產品。多數電極腦機接口針對細分醫療市場,市場不大,但技術門檻高,產品單價可以較高,這是它們的商業模型。超聲產品的單價不應太高,消費級超聲產品主要依靠大市場、低成本和銷量獲得成功。
實現一個產品概念,需要從三個方面考慮:易用性、性能和成本。首先要做出好用的產品;其次,性能要滿足使用者的基本需求,否則再易用也不會有人使用;最后是成本。這三方面都需要通過技術實現。
在工程上,可以通過外觀和形態設計提高易用性;產品功能是否足夠強大,則是提升性能的核心。成本方面,并不是把最強的性能全部塞進一款產品,而是在合適的價位上提供盡可能好的性能。價錢越低,市場越大;產品貴一倍,市場可能就會縮小一倍。
腦機接口社區:如果要做一款產品,涉及的核心硬件在國內有相應的供應鏈嗎?還是需要從國外采購,或者自建供應鏈?
郭亮:剛才有一點沒有完全說清楚:在腦機接口產品中,最難的其實是信號采集原理。比如植入電極究竟能夠采集多大的信息量,它在原理上存在上限;如果使用超聲,能夠采集多大的信息量,同樣取決于物理采集模式。采集到信息之后,才是產品功能的開發。因此,首先要在原理上實現突破,之后才是硬件、算法和軟件。相比之下,硬件門檻相對較低,尤其對國內供應鏈而言;算法則是拉開產品性能差距的另一個關鍵因素。
從供應鏈來看,市場上已經有超聲傳感器微陣列,尤其是高集成度面陣。比如美國的Butterfly,將微型超聲傳感器與后端芯片集成在一起。國內在這方面發展較慢,但很快就能追上。
國內也有對標企業,杭州的荷聲科技就是其中之一,國內很快也能做出這類芯片。硬件方面的差距其實不大,腦機接口對制程的要求還沒有高到要受制程限制的程度,主要還是產品設計問題。過去沒有這類產品和芯片,現在需求出現后,國內很快也能自主研發出來。
國內此前已有很多傳統超聲應用,分立式超聲傳感器等器件稍作修改、調整參數,就能夠生產。新的超聲技術最大的不同在于算法,包括控制序列和信號分析方法。在這方面,國內擅長算法和數學的人才很多,并不缺乏。關鍵是明確要做什么:有了超聲硬件并采集到數據后,只要知道要從數據中提取什么、建立什么模型,AI 人才很快就能把事情做出來。因此,算法也不是最根本的門檻,真正的門檻仍然在信號采集原理上。
信號采集原理能否進一步突破,決定了原本只能用大型設備才能采集到的高精度信號,是否也能由小型設備采集,以及小型設備能否在物理極限上實現新的突破和改進。這是最關鍵的。技術轉化為產品后,還要與應用場景對接。真正落地的標準,是有足夠多的人愿意付費購買。功能再強大、演示再好,如果沒有足夠多的人愿意購買,就不是成功的產品。因此,從技術到產品仍需要經過市場錘煉,通過幾輪閉環探索和磨合,才能最終找到技術與市場需求之間的平衡點。
腦機接口社區:關于fUSI,它的時間分辨率能否滿足實時控制的要求?
郭亮:可以。實時控制的延遲如果小于 100 毫秒,人通常覺察不到。fUSI的時間分辨率能夠達到 20 毫秒,但目前這是大型設備實現的。可穿戴設備要達到這一水平比較困難,這又回到了物理采集的極限能力上,需要在科研和技術上繼續推進。
EEG 的時間分辨率很好,可以達到幾毫秒,如 1 毫秒或 5 毫秒。但 EEG 腦機接口通常需要采集 3 至 5 秒的數據,才進行一次處理和決策,不能算完全實時。這是因為它在單位時間內采集到的信息量較少,必須用更長時間積累足夠的信息。超聲的優勢是信息量大、通量高,單位時間內采集的信息非常多,因此不需要等待很長時間再做決策。即使超聲的時間延遲是 80 毫秒,一次采集也有足夠的信息量完成判斷,不需要等到 1 秒或 2 秒。每 80 毫秒做一次決策,用戶基本覺察不到延遲。
因此,關鍵在于單位時間內采集到的信息量是否足以支持快速決策,不能只看時間分辨率,還要考慮信號采集方式的通量。通量越大,所需的決策時間越短;通量越小,決策所需的時間越長。
腦機接口社區:你剛才提到,2021年fUSI進行了離線驗證,2023年進行了在線驗證。我們此前發布相關文章后,很多人對它的解碼分辨率和實用性有所懷疑,你怎么看?
郭亮:這是科學研究的正常過程。科研的第一步只是概念驗證。此前fUSI只用于腦成像,從來沒有人想過它能用于腦機接口,因為腦機接口通常要提取電信號,而fUSI提取的是電信號的“影子”,也就是與電信號耦合的血流變化信息。
最早想到這一點的是Caltech的Shapiro團隊。Shapiro此前從事超聲腦成像和超聲造影劑研究,微泡造影劑就是他發明的。Caltech還有專門從事腦機接口研究的 Richard Andersen 團隊,兩個團隊交流時,就可能想到超聲能否用于腦機接口。先用最簡單的方法做概念驗證,看看超聲信號中是否包含可供解碼的意圖信息。
第一步不需要實時采集。可以先記錄人的手臂如何運動,同時采集腦信號,之后再離線分析能否解碼出手臂的運動意圖。2021 年,他們進行的是 single trial,即采集一套數據進行驗證,結果顯示能夠解碼出運動意圖的跡象。當時并不關注時間分辨率,只要能采集并解碼出意圖,概念就得到了驗證,說明超聲可以用于腦機接口。至于之后能否實現實時處理,則是技術優化的問題。
腦機接口社區:從現在看未來,未來10年,哪些路線可能真正留下來,甚至成為基礎設施?
郭亮:柔性電極會留下來,因為它有特定的細分市場,而且技術足夠堅實。超聲還需要繼續開發。超聲影像肯定是一個基礎設施,現在用fUSI做大腦成像的方向是比較明確的,但它是一種新的成像技術,生成的圖像究竟對醫學有什么價值,還需要進一步發掘并聯合驗證。
腦機接口社區:與國內外同行相比,腦器時代的技術路線、應用場景或商業化節奏有什么差異?
郭亮:首先,我們的定位是用fUSI做通用多功能腦機接口,并且有堅實的科學原理作為支撐。“通用”是很多人都能用,“多功能”是每個用戶使用我們的產品都可以實現多種用途,包括控制機械手、控制機器人、用思維操縱電腦屏幕、語言意圖解碼等,多種功能都能集成到一個產品里。要實現這一點,我們在技術上一定要成為非常硬核的科技公司。
我們的技術路線是fUSI。它是非侵入式的,但目前需要微創,未來有可能實現無創非侵入式。應用場景方面,因為目前需要開顱窗,所以只能先從醫療場景切入。這與其他腦機接口一樣,無論是 EEG 腦機接口還是侵入式電極腦機接口,只要是做大腦讀腦解碼,針對的都是類似的康復場景,我們也是如此。
未來,如果創傷更小、功能更強大,易用性和功能得到大幅提升,我們甚至可以開拓更廣闊的應用市場,包括消費級市場。這是我們這條技術路線能夠賦予的獨特優勢。侵入式電極要走向消費級市場比較困難,但我們采用的是非侵入式技術,如果性能和易用性大幅提高,就有可能進入消費級市場。
商業化節奏方面,我們選擇的技術路線比較新,國際上的研究經驗也只有 3 年左右,因此需要做研發。要做出好的產品,前期研發投入比較大,周期也比較長。并不是因為它是非侵入式腦機接口,就能很快推出一款好產品。在科學和物理采集的技術極限方面,我們還需要通過科研繼續向前推進。
我們的節奏不是馬上做產品、建工廠,而是首先做好基礎研發和硬核科技。同時,我們也會嘗試推出一些能夠較快落地的產品設計。但核心是一定要打好科學、技術和研發基礎。前期以研發為主,基礎打好以后,一旦技術開發到位了,我們會很快轉化為產品。我們選擇的是先厚積再薄發的商業化節奏策略。
腦機接口社區:面對普通人或患者,你會如何介紹超聲腦機接口和腦器時代?
郭亮:對于用戶來說,無論是患者還是健康人,其實不需要介紹什么是超聲腦機接口。他不在乎用的是超聲還是電極,只需要知道這是一個腦機接口產品。用戶最關心的是,這個產品能帶來什么使用價值,能幫他解決什么問題,有什么使用門檻和弊端。我們應該從他們的需求和問題出發,介紹我們的產品如何能夠滿足他們需求、解決他們問題。
比如面對一位無法動彈的高位截癱者,我們會介紹:腦器時代的腦機接口產品可以讓你用思維控制智能設備和智能家電。你只需要接受一次非常小的手術,在顱骨上打一個洞,但不需要植入任何器件。手術只做一次,之后可以終身使用我們的產品,而且產品戴在頭外。我們要向使用者交代清楚,產品能讓他實現什么功能,以及需要付出什么代價。
腦機接口社區:針對超聲腦機接口,你認為它最先可以落地的適應癥是什么?腦器時代在這方面有什么布局?
郭亮:最先落地的應該是醫療康復場景,因為醫療康復是剛需市場。現在幾乎所有 EEG 或侵入式電極腦機接口都針對偏癱康復、運動康復市場,因為這個市場確實有別的產品無法滿足的需求。消費級產品不用不會有什么損失,但對于醫療康復產品,用與不用,恢復效果會有差別。只要患者付出的成本有限,并且小于獲得的收益,就會考慮使用這種產品。
我們的優勢是,雖然顱骨上可能需要開一個洞,但不用植入任何功能器件,而且功能會比 EEG 甚至侵入式電極更強大。使用我們的產品,不僅能進行肢體康復訓練,還能控制其他智能家電。因為它是多功能的,既能做肢體康復訓練,也能在肢體恢復以后繼續用來控制電腦、機器人,甚至直接控制語言模型。我們可以提供更多使用價值,以抵消最初的使用成本。
腦機接口社區:腦機接口控制機械手時,力度控制不精細可能損壞物體。是否必須結合上行觸覺反饋(向大腦寫入力覺信息)才能實現可靠抓取?是否存在無需侵入式反饋的替代方案?
郭亮:那是最好的方案,但觸覺反饋不一定要反饋進大腦。如果偏癱患者的肩膀等部位還殘留一定感覺,可以把手或外骨骼上觸覺傳感器的信號轉化成震動或電刺激,刺激相應部位,他就能知道是否捏到了、用了多大力度,不一定要寫入大腦。
讀取大腦的機制相對簡單,讀取以后進行解碼,這方面的研究已經比較成熟。但向大腦寫入信息的編碼機制還沒有搞清楚:一是往哪里寫,二是寫什么。“寫什么”是編碼問題,“往哪里寫”則涉及大腦信息處理的通路和位置問題,這兩方面都需要首先在腦科學上搞明白,然后才是工程技術實現的問題。目前這兩個問題都還沒有解決,所以向大腦寫入的技術更不成熟,也更難。
大腦調控是一種模糊、粗糙的“寫”,目的不是把信息寫進去,而是干預大腦的信息處理通路或過程,所以相對簡單一些。真正寫入信息很難。比如視覺腦機接口需要把視覺圖像信息寫入視覺皮層,這非常困難。寫在哪里、寫什么、怎么寫,目前科學上所知仍然很少。
腦機接口社區:所以對超聲腦機接口來說,你認為它會先更多用于治療,后續再走向人機交互嗎?
郭亮:這是兩條并行的路線。據說現在國內有十幾家超聲腦機接口公司,我估計其中十家里有八家都在做tFUS大腦調控。他們針對明確的臨床適應癥開發應用技術,做出來的是醫療器械,這是一條產品線。
我們走的是另一條產品線,用fUSI讀腦、解碼意圖,再控制外部設備。他們做治病,我們做輔助技術,輔助腦控外部設備,偏向人機交互。
哪條路線更容易做出來?現在,用fUSI讀腦活動的科學機制是明確并得到確認的,后面需要做的是技術開發和工程優化:在科學原理明確的情況下,能否通過技術開發做出好的產品設計,這是我們需要努力的方向。
在這個方面,用超聲腦機接口做人機交互的實現前景比較快。可能一開始功能稍差些,但肯定能做出來,而且可以比較快地做出來。tFUS大腦調控會做得比較慢,因為要實現療效,需要開展大規模臨床試驗,資源投入大、時間周期長。它的機理目前還沒有完全確認。tFUS不能直接使神經元放電,對于大腦調控究竟有沒有真正的療效,機理還沒有完全確認。也就是說,它的科學原理尚未得到確認,現在做產品開發,就一直有一把懸在頭上的劍:做了很久以后,如果臨床療效無法確認,最終產品就無法落地。
腦機接口社區:目前國內外從事超聲腦機接口研究的人員多嗎?
郭亮:國內表面上從事超聲腦機接口的人很多,真正懂行的有多少,我并不清楚。我有朋友從美國回來,說現在在美國的科研領域超聲腦機接口也非常熱。這是一個好現象,說明很多人都發現,無論是寫還是讀,超聲可以通過非接觸的方式來實現比以前更好的功能。
現在的問題是,不僅超聲腦機接口賽道,國內整個腦機接口行業表面上都熱火朝天,但核心科學技術的發展速度并不快。美國的腦機接口一直平穩、持續發展。我之前說過,美國腦機接口的發展是一條上升的直線,發展了 20 多年還是一條直線,但整條直線上升的高度比較高。國內起步較晚,發展則是一條非常陡峭的上升的指數曲線,只是目前總體高度還不夠。
國內的火熱主要處于應用和產業層面,進展很快,各種臨床試驗都在開展,但底層基礎科學和技術的發展仍然較慢,與表面上產業層面的火熱不匹配。也就是說,雖然行業火熱,但基礎薄弱,最終可能熱度有限、無法走得長遠。
腦機接口社區:會不會存在這樣的問題:當前產業非常火熱,但發展一段時間后,發現行不通,導致行業嚴重萎縮甚至消失?
郭亮:有可能出現震蕩。現在產業層面的參與者如果不掌握真正的腦機接口技術,就走不長遠,也做不下去。做一個東西,要是一、兩年都做不出來,可能就不會繼續做了。真正能夠堅持并走得長遠的,一定是懂行并且能把技術和產品持續做下去的人。
國內真正懂行或經驗比較豐富的從業者仍然較少,因為此前國內很少有人做腦機接口。現在行業突然火起來了,很多人涌進來,但真正懂的人是少數。這種高科技領域的門檻還是比較高的,不像手機等通用行業門檻相對較低。尤其是該學科交叉性的門檻很高,不懂行的人很難在里面走遠,甚至可能破壞這個領域的生態。
資本也分不清誰最終能夠跑出來。如果資本投了一些人,最后他們沒有跑出來,資本就會喪失信心,認為整個行業都不行,其實只是有些人技術實力不夠強或是不懂商業和產品,沒能走出來。我認為,真正重要的還是安心做技術和產品本身。
腦機接口行業再火,公司也不能脫離底層的商業邏輯:做出一個成本低于售價的產品,賣給別人,而且很多人都愿意買。行業火熱時資本瘋狂涌入,可能暫時不需要考慮太多產品落地以及產品與需求對接的問題,但這些最根本的問題之后都要面對。如果一開始不打好基礎,后面就有可能走不下去。
采訪、撰寫:鄒思、王猛
排版、整理:嘉恒
設計:蕾蕾
圖片來源:@郭亮
出品:腦機接口社區
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