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Zusammenfassung:Shanghai hat noch kein inländisches führendes Unternehmen gegründet

Wenn es um Gehirn-Computer-Schnittstellen geht, mag es ein wenig Science-Fiction und unerreichbar erscheinen. Tatsächlich handelt es sich bei Cochlea-Implantaten im Großen und Ganzen um eine implantierte Gehirn-Computer-Schnittstellenanwendung, die seit langem beliebt ist. Sie wandelt externe Schallsignale in elektrische Stimulation um und ist direkt mit dem Zentralnervensystem verbunden, wodurch externe Schallinformationen in das Gehirn der gehörlosen Person eingespeist werden . Gehirn.

Im Januar dieses Jahres gab Musk, ein bekannter amerikanischer Unternehmer, auf sozialen Plattformen bekannt, dass Neuralink, ein von ihm zusammen mit mehreren Wissenschaftlern gegründetes Unternehmen, die Implantation von Chipgeräten in das menschliche Gehirn abgeschlossen habe.

Es ist zu beachten, dass dies nur der erste Fall des Unternehmens und nicht die erste invasive klinische Studie zur Schnittstelle zwischen Gehirn und Computer am Menschen ist. Musk ist für seine Kühnheit bei Innovationen bekannt und jeder seiner Schritte auf dem Gebiet der Gehirn-Computer-Schnittstellen erregt stets Aufmerksamkeit und ist begehrt. Vor nicht allzu langer Zeit machte er Werbung für Neuralink und sagte, dass das nächste Produkt darauf ausgerichtet sei, blinden Menschen dabei zu helfen, ihr Sehvermögen wiederzuerlangen.

Gilt die Technologie von Neuralink als Spitzentechnologie? Wie ist der aktuelle Stand der Gehirn-Computer-Schnittstelle in China? Welche Vorteile bietet die Entwicklung von Gehirn-Computer-Schnittstellen in Shanghai?Ein exklusives Interview mit einem Reporter von Jiefang Daily·Shangguan NewsWang Shouyan, stellvertretender Direktor des Instituts für Gehirn-inspirierte Intelligenzwissenschaft und -technologie an der Fudan-Universität und Direktor des Forschungszentrums für neuronale Regulierung und Gehirn-Computer-Schnittstelle.

[Musk Company ist in der Gehirn-Computer-Schnittstellentechnologie 1.0 tätig]

„Neuralink befindet sich noch in der Gehirnlesephase der Gehirn-Computer-Schnittstellentechnologie 1.0, bei der es sich um die Erfassung und Dekodierung von EEG-Signalen handelt. Es handelt sich um einen Kommerzialisierungsweg und stellt nicht die modernste Technologie der Welt dar.“ glaubt, dass Gehirn-Computer-Schnittstelle Der wissenschaftliche und technologische Entwicklungspfad kann nicht mit dem von Musk verglichen werden.

Aus Sicht des Entwicklungspfads der Gehirn-Computer-Schnittstelle ist 2.0 „Schreiben an das Gehirn“, das externe Informationen an das Gehirn durch tiefe elektrische Stimulation des Gehirns, Cochlea-Implantate, Netzhautimplantate, elektrische Stimulation des Rückenmarks usw. überträgt ist „Lese- und Schreibinteraktion“, um eine Informationsinteraktion zwischen Gehirn und Maschine zu erreichen. 4.0 ist eine „Gehirn-Intelligenz-Fusion“, die die Interaktion und Integration fortgeschrittener kognitiver Funktionen zwischen Menschen und intelligenten Maschinen und der Umwelt durch die Entwicklung gehirnähnlicher Funktionen realisiert Geheimdiensttechnologie.

Seit Jacques Vidal von der University of California in Los Angeles 1973 erstmals das Konzept der „Gehirn-Computer-Schnittstelle“ vorschlug, wurden die beiden Wege „Gehirnlesen“ und „Gehirnschreiben“ ein halbes Jahrhundert lang parallel entwickelt. Das „Gehirnlesen“ steht seit langem vor dem Dilemma, dass es kaum praktische Anwendungsmöglichkeiten gibt und wird meist als Hilfstechnologie für die Rehabilitation eingesetzt. Im Gegensatz dazu konzentriert sich „Brain Writing“ auf die Neuroregulation und wird in der klinischen Praxis häufig eingesetzt. In meinem Land führen zum Beispiel mehr als 130 Krankenhäuser tiefe Hirnstimulation durch, wobei jedes Jahr mehr als 10.000 Menschen Cochlea-Implantate implantiert haben, um das Gehör von Zehntausenden Kindern in meinem Land wiederherzustellen; Stimulationsbehandlungsdienste, bei denen jedes Jahr mehr als 10.000 Patienten implantiert werden. Nach konservativen Schätzungen werden mehr als 10 Millionen Patienten behandelt.

Das zentrale wissenschaftliche Thema der Gehirn-Computer-Schnittstelle ist die Interaktion zwischen Gehirninformationen und externen Geräten und der Umgebung. In den letzten Jahren hat die internationale Gemeinschaft schrittweise „Brain Reading“ und „Brain Writing“ integriert und erste Durchbrüche in den Bereichen Depression, Schmerz, Epilepsie und anderen Bereichen erzielt.

Was sind die zukünftigen langfristigen Ziele von Gehirn-Computer-Schnittstellen? „Die Verbindung des menschlichen Bewusstseins und der digitalen virtuellen Welt.“ Wang Shouyan sagte, dass mit der rasanten Entwicklung der künstlichen Intelligenz digitale Zwillinge und verkörperte Intelligenz allmählich zur Realität geworden seien und digitale Leben mit Emotionen, Gedächtnis und Entscheidungsfähigkeiten entstehen würden Die Integration von Gehirn und Intelligenz wird der nächste Schlüsselknotenpunkt sein. Sein technologischer Durchbruch liegt in der Entwicklung kognitiver Neurowissenschaften und gehirnähnlicher Intelligenz, und dies kann nicht erreicht werden, indem man sich auf das „Gehirnlesen“ von Neuralink verlässt „Geschäftsentwicklungsroute.

[Technologiegetrieben oder problemgetrieben]

„Nature Electronics“ glaubt, dass 2023 das erste Jahr der Gehirn-Computer-Schnittstellentechnologie ist und kurz vor einer Marktexplosion steht. Den Berechnungen von McKinsey zufolge wird die globale potenzielle Marktgröße für medizinische Gehirn-Computer-Schnittstellen-Anwendungen im Jahr 2030 voraussichtlich 40 Milliarden US-Dollar erreichen und bis 2040 voraussichtlich 145 Milliarden US-Dollar überschreiten.

Im ersten Quartal 2023 gibt es weltweit mehr als 500 repräsentative Unternehmen für Gehirn-Computer-Schnittstellen. Davon entfallen 8 % auf den Upstream-Bereich, darunter Unternehmen, die Kerngeräte wie Elektroden und Chips herstellen und verkaufen; der Midstream-Bereich macht 30 % aus, darunter Unternehmen, die medizinische und wissenschaftliche Forschungsinstrumente, Analysesoftware und Sammelgeräte herstellen und verkaufen; Der Downstream-Bereich macht 62 % aus. Dazu zählen Unternehmen, die Produkte und Lösungen in der Medizin-, Industrie-, Bildungs-, Konsumgüter- und anderen Industriezweigen anbieten.

Wie ist der aktuelle internationale Status der chinesischen Gehirn-Computer-Schnittstelle? „Die Gehirn-Computer-Schnittstelle meines Landes begann früher und hat viel Erfahrung gesammelt, aber es gibt nur wenige bahnbrechende Durchbrüche. Gegenwärtig, in der 3.0-Stufe der ‚Lese- und Schreibinteraktion‘, sind mein Land und das Ausland grundsätzlich parallel, jeweils mit seine eigenen Eigenschaften.“ Wang Shouyan sagte, dass das Ausland Fortschritte in Theorie und klinischer Praxis gemacht habe. Mein Land sei führend in der Forschung und habe Vorteile in der Technologieforschung und -entwicklung. Daher sollte die koordinierte Entwicklung von „Theorie-Technologie-klinischer Anwendung“ angeleitet werden, während gehirnähnliche Intelligenzaufgaben im Stadium „Gehirn-Intelligenz-Fusion“ 4.0 proaktiv eingesetzt werden sollten.

Derzeit gibt es weltweit zwei Entwicklungspfade für Gehirn-Computer-Schnittstellen. Der eine ist der verborgene Pfad, der durch Probleme in der wissenschaftlichen und technologischen Gemeinschaft bedingt ist und der Öffentlichkeit nicht gut bekannt ist. Beispielsweise hat die Eidgenössische Technische Hochschule Patienten mit Querschnittslähmung der Wirbelsäule wieder das Gehen ermöglicht, die Mount Sinai School of Medicine in den Vereinigten Staaten hat mithilfe der Tiefenhirnstimulation mit geschlossenem Regelkreis die Wirksamkeit schwerer Depressionen auf 70 % gesteigert, und die Fudan-Universität hat eine passive künstliche Netzhaut entwickelt, um blinden Menschen das Sehvermögen wiederherzustellen, und die Tsinghua-Universität hat die weltweit erste mit Hirnschrittmachertechnologie kompatible MRT entwickelt, um eine Echtzeitbildgebung der Gehirnregulation zu erreichen Der von Musk dargestellte Transformationspfad.

Wang Shouyan ist davon überzeugt, dass technologiegesteuerte Technologie oft einzelne Durchbrüche bringt, während problemgesteuerte Technologie übergreifende Integrationen mit sich bringt. Der Wandel von technologiegetrieben zu problemgetrieben wird zu disruptiven Veränderungen in den Gehirn-Computer-Schnittstellen führen. Der Bereich Gehirn-Computer-Schnittstelle meines Landes muss einen unabhängigen Entwicklungsweg haben. Wenn wir uns mit Musk vergleichen, machen wir möglicherweise einen Umweg und verschwenden einen großen Teil der wissenschaftlichen, technologischen und sozialen Ressourcen des Landes.

„Ausländische Länder haben kürzlich einen Entwicklungspfad für die Integration von Gehirn-Computer-Schnittstelle und Neuromodulation vorgeschlagen. Im Jahr 2022 haben wir das „Weißbuch über Grenzfortschritte bei der Gehirn-Computer-Interaktion und Neuromodulation“ veröffentlicht“, stellte Wang Shouyan vor.

[Shanghai hat seine eigenen Vorteile im globalen Wettbewerb]

Im „14. Fünfjahresplan“ meines Landes wird die Gehirn-Computer-Schnittstelle eindeutig als eine Schlüsseltechnologiekategorie aufgeführt, die angegangen werden muss. „Dies hat die wissenschaftliche Grundlagenforschung und die Schlüsseltechnologieforschung und -entwicklung von Gehirn-Computer-Schnittstellen effektiv gefördert, aber wir haben immer noch nicht genügend Investitionen in ökologisches Bauen.“

Erstens wird nicht ausreichend in die Integration von wissenschaftlicher Forschung und Industrie investiert. Es gibt wenige innovative Produkte und eine schwierige Anwendungsimplementierung; es gibt viele einzelne technologische Durchbrüche, wenig interdisziplinäre Zusammenarbeit und es ist schwierig, Technologietransformationen miteinander zu verbinden.

Zweitens gibt es nicht genügend Reserven und die Ausbildung interdisziplinärer Talente. Die Schnittstelle zwischen Gehirn und Computer erfordert, dass Forscher und Praktiker wie „Spezialeinheiten“ agieren und über ein umfassendes Verständnis modernster Technologien und ihrer Anwendungen wie Medizin, Computer, künstliche Intelligenz, Robotik, Materialwissenschaften und Elektronik verfügen.

Drittens ist das Ökosystem Industrie-Universität-Forschung-Anwendung noch nicht etabliert, und wissenschaftliche Forschungsrichtungen, industrielles Layout und Transformationsanwendungen sind verstreut.

Viertens steht der Schutz der Privatsphäre menschlicher Experimente und menschlicher Gehirninformationsdaten im Hinblick auf rechtliche und ethische Normen vor dem Problem fehlender rechtlicher Normen und unklarer ethischer Standards.

Im März dieses Jahres veröffentlichte Shanghai den „Implementierungsplan zur Beschleunigung der neuen Industrialisierung“, um Unternehmen dabei zu unterstützen, die Führung bei Durchbrüchen in neuen technologischen Transformationsfeldern wie Bioproduktion, Gehirn-Computer-Schnittstelle, Web3.0, Metaverse, 6G und Quantentechnologie zu übernehmen , Weltrauminformationen und Wirtschaft in geringer Höhe , Kultivieren Sie den „nuklearen Explosionspunkt“ der Branche.

Derzeit gibt es in Shanghai mehr als 20 Unternehmen für Gehirn-Computer-Schnittstellen, von denen etwa 60 % von Universitäten und wissenschaftlichen Forschungseinrichtungen gegründet werden und die meisten davon nach 2015 gegründete Start-up-Unternehmen sind. Diese Unternehmen sind im Allgemeinen klein, es mangelt ihnen an branchenübergreifender Zusammenarbeit mit künstlicher Intelligenz und intelligenter Fertigung und sie haben noch keine führenden inländischen Unternehmen gegründet.

„Aber wir müssen auch beachten, dass Shanghai im globalen Wettbewerb in der Gehirn-Computer-Schnittstellenindustrie Vorteile hat, wie zum Beispiel reichhaltige Innovationselemente, ein umfassendes disziplinäres Layout und eine solide Grundlage für die internationale Zusammenarbeit“, sagte Wang Shouyan.

Shanghai hat kürzlich eine Reihe politischer Initiativen gestartet, darunter die „Mehrere Stellungnahmen zur Unterstützung der innovativen Entwicklung der gesamten Kette der biopharmazeutischen Industrie“. Seiner Ansicht nach wird dies definitiv die Schaffung eines guten Gehirn-Computer-Schnittstellen-Ökosystems beschleunigen, den Austausch mehrerer Parteien zwischen Universitäten und wissenschaftlichen Forschungsinstituten, Unternehmen und Investoren zusammenbringen, die Verbindung und Koordination mehrerer Regierungsabteilungen stärken und Shanghai aufbauen zu einer internationalen Gemeinschaft im Bereich Brain-Computer-Innovation Center.