隨著新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革深入發(fā)展，人工智能等新技術(shù)正助力千行百業(yè)提質(zhì)增效、將智能科技新生活帶進(jìn)千家萬戶。在培育發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力的進(jìn)程中，運(yùn)營商有機(jī)會(huì)做好提供者、匯聚者、運(yùn)營者和守護(hù)者，不斷推進(jìn)新技術(shù)的變革與應(yīng)用。中國電信研究院推出“數(shù)字科技消費(fèi)應(yīng)用場景”特輯，以“數(shù)字科技改變生活”為主線，對外展望前沿科技趨勢、把握5G-A商用動(dòng)態(tài)，對內(nèi)關(guān)注運(yùn)營商戰(zhàn)略性新興業(yè)務(wù)發(fā)展情況，跨越當(dāng)前、近期、中期，探索消費(fèi)者對創(chuàng)新科技和未來科技應(yīng)用的意愿與期待。特輯涵蓋十篇系列報(bào)告，本篇為“腦機(jī)接口最受關(guān)注的八大應(yīng)用場景”。
技術(shù)現(xiàn)狀及場景研究背景
我國腦機(jī)接口與國外存在5~10年的差距，在2016年啟動(dòng)了中國腦計(jì)劃。在十四五規(guī)劃中明確把“腦科學(xué)與類腦研究——類腦計(jì)算與腦機(jī)融合技術(shù)研發(fā)”納入其中。AI大模型加速促進(jìn)腦機(jī)接口技術(shù)的突破，成為腦機(jī)接口技術(shù)走向成熟落地的關(guān)鍵。2023年以來，腦機(jī)接口技術(shù)逐步取得重大突破，非植入式領(lǐng)域檢測、作用和控制腦的方案成熟且廣泛應(yīng)用，植入式領(lǐng)域核心技術(shù)逐步攻破，里程碑事件頻出。
腦機(jī)接口的應(yīng)用具有顯著的社會(huì)效益，能促進(jìn)醫(yī)療、康養(yǎng)產(chǎn)業(yè)的數(shù)字化和智能化。推動(dòng)人體增強(qiáng)和替代技術(shù)發(fā)展，對人類生活和社會(huì)活動(dòng)產(chǎn)生顛覆性影響。
運(yùn)營商有龐大的用戶規(guī)模和市場基礎(chǔ)，在腦機(jī)接口技術(shù)成熟的條件下，有能力推動(dòng)技術(shù)落地和推廣，將其轉(zhuǎn)化為新質(zhì)生產(chǎn)力，為全社會(huì)帶來不可估量的價(jià)值。為此有必要積極跟蹤腦機(jī)接口技術(shù)的最新發(fā)展趨勢，探索腦機(jī)接口技術(shù)的應(yīng)用場景，助力未來開展腦機(jī)接口的應(yīng)用試點(diǎn)，探索腦機(jī)接口的商業(yè)模式。
為了更好地對腦機(jī)接口應(yīng)用場景進(jìn)行研究，中國電信研究院在5月下旬對腦機(jī)接口的近30個(gè)使用場景發(fā)起了一場全國范圍內(nèi)的在線調(diào)研，并對近1000份有效問卷進(jìn)行定性和定量分析。
場景研究
隨著技術(shù)的成熟和普及，腦機(jī)接口在越來越多的應(yīng)用場景中都能發(fā)揮重要的作用，如醫(yī)療康復(fù)、教育培訓(xùn)、游戲娛樂、人機(jī)互動(dòng)等，通過對腦機(jī)接口領(lǐng)域技術(shù)、應(yīng)用類報(bào)告的研究，我們選擇了最常用的24個(gè)場景進(jìn)行研究，并對這些場景進(jìn)行了TGI分析。報(bào)告選擇了其中8個(gè)消費(fèi)者關(guān)注較多的場景。
圖1 消費(fèi)者關(guān)注較多的場景
1.醫(yī)療康復(fù)場景：幫助阿爾茨海默癥患者改善記憶力
腦機(jī)接口在醫(yī)療康復(fù)發(fā)揮著越來越重要的作用，我國腦損傷患病率為12.99/10萬人，中重致殘率10%。抑郁癥和焦慮癥的患病率接近7%，老年癡呆患病率有6%，腦機(jī)接口對神經(jīng)疾病群體的生活質(zhì)量改善能起到顯著的推動(dòng)作用。幫助改善阿爾茨海默癥患者改善記憶,是我們此次調(diào)研設(shè)定的9個(gè)醫(yī)療康復(fù)場景之一，調(diào)查顯示，40歲以上的人士、30000+等高收入家庭更加關(guān)注這一場景。
2.教育培訓(xùn)場景：提高學(xué)習(xí)效率，增強(qiáng)記憶力
腦機(jī)接口技術(shù)通過精確捕捉學(xué)生的腦電波模式，深入分析其認(rèn)知特征和情緒反應(yīng)，從而為每個(gè)學(xué)生提供高度個(gè)性化的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。這種技術(shù)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測學(xué)生的注意力水平和學(xué)習(xí)狀態(tài)，使教育者能夠及時(shí)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容和方法，以更好地適應(yīng)學(xué)生的學(xué)習(xí)節(jié)奏和理解能力。此外，腦機(jī)接口還能夠監(jiān)測記憶鞏固過程中的腦電活動(dòng)，幫助教育者優(yōu)化學(xué)習(xí)任務(wù)的安排，以促進(jìn)長期記憶的形成。調(diào)查顯示，各個(gè)年齡段對提高學(xué)習(xí)效率、增強(qiáng)記憶力的關(guān)注度較為均衡，公司職員、專業(yè)人士和學(xué)生對這一場景關(guān)注度較高。
3.教育培訓(xùn)場景：幫助學(xué)生進(jìn)行遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)
腦機(jī)接口可以提供實(shí)時(shí)的腦活動(dòng)反饋，使教育者能夠即時(shí)了解學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)，并根據(jù)這些信息調(diào)整教學(xué)策略在遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)環(huán)境中，教師可以使用腦機(jī)接口來監(jiān)控學(xué)生的參與和學(xué)習(xí)狀態(tài)，即使在物理上相隔甚遠(yuǎn)，也能及時(shí)調(diào)整教學(xué)方法。腦機(jī)接口收集的數(shù)據(jù)可以與教育大數(shù)據(jù)相結(jié)合，幫助教育者和研究人員更好地理解學(xué)習(xí)過程，從而設(shè)計(jì)更有效的教學(xué)方法和材料。調(diào)查顯示，18-25歲、在校學(xué)生對這一場景關(guān)注度較高。
4.游戲娛樂場景：社交娛樂活動(dòng)
腦機(jī)接口技術(shù)不僅帶來創(chuàng)新的互動(dòng)方式，還能促進(jìn)玩家之間的社交互動(dòng)。隨著技術(shù)的發(fā)展和普及，腦機(jī)接口有望成為公共娛樂場所中一種流行的社交活動(dòng)形式。例如在科技體驗(yàn)館等場所設(shè)置互動(dòng)式展覽，參觀者可以通過腦電波來控制展品，與其他參觀者分享體驗(yàn)。在觀看電影或體驗(yàn)故事時(shí)，通過腦電波共享情感反應(yīng)，增強(qiáng)社交聯(lián)系。將腦機(jī)接口游戲與社交網(wǎng)絡(luò)整合，允許玩家分享他們的成就和體驗(yàn)，吸引更多的社交互動(dòng)和用戶參與。調(diào)查顯示，18-30歲、在校學(xué)生服務(wù)業(yè)人員等對這一場景更加關(guān)注。
5.社交娛樂場景：意念控制游戲
腦機(jī)接口技術(shù)在意念控制游戲場景上的應(yīng)用，主要體現(xiàn)在通過讀取和解碼大腦的神經(jīng)信號，實(shí)現(xiàn)對游戲角色或界面的直接控制。如意念控制光標(biāo)移動(dòng)和持握、意念控制機(jī)器人移動(dòng)和拿取物體、腦控交互游戲、意念控制VR游戲中的動(dòng)作等。這些應(yīng)用展示了腦機(jī)接口技術(shù)在游戲領(lǐng)域的潛力，它們?yōu)橥婕姨峁┝艘环N全新的、沉浸式的游戲體驗(yàn)，同時(shí)也為殘疾人士提供了參與游戲的新途徑。隨著技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，未來意念控制游戲的場景將更加豐富和完善。調(diào)查顯示，18-30歲、自由職業(yè)、工人、學(xué)生等對這一場景關(guān)注度較高。
6.人機(jī)互動(dòng)場景：智能家居控制
腦機(jī)接口技術(shù)在智能家居控制場景中的應(yīng)用，主要是通過用戶的意念來控制家中的各種智能設(shè)備，從而提高生活便利性和舒適度。如智能設(shè)備開關(guān)控制、環(huán)境監(jiān)測與調(diào)節(jié)、個(gè)性化場景模式、緊急情況響應(yīng)等，未來在智能家居控制場景中的應(yīng)用將更加廣泛和深入，為用戶提供更加智能化和個(gè)性化的生活體驗(yàn)，同時(shí)也將推動(dòng)智能家居產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。調(diào)查顯示，31-50歲、中高收入人群對智能家居控制場景關(guān)注度較高。
7.人機(jī)互動(dòng)場景：駕駛輔助
腦機(jī)接口在輔助駕駛上的作用主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：緊急情況響應(yīng)、駕駛意圖預(yù)測、駕駛員狀態(tài)監(jiān)測、提高駕駛效率、腦機(jī)協(xié)同控制、輔助殘疾人駕駛等。通過這些作用，腦機(jī)接口技術(shù)在輔助駕駛領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的潛力，有望在未來的智能交通系統(tǒng)中發(fā)揮更加重要的作用。調(diào)查顯示在18-25歲的年輕人對這一場景最為關(guān)注。
8.人機(jī)互動(dòng)場景：藝術(shù)和創(chuàng)意表達(dá)
腦機(jī)接口技術(shù)在藝術(shù)創(chuàng)意表達(dá)方面的應(yīng)用非常廣泛， 如腦機(jī)繪夢，新型藝術(shù)創(chuàng)作、探索情緒在藝術(shù)中的傳遞與影響等，藝術(shù)家可以直接將腦電信號轉(zhuǎn)化為繪畫元素，生成抽象畫等藝術(shù)作品，或者利用腦機(jī)接口技術(shù)，能夠?qū)⑺季S和情感轉(zhuǎn)化為創(chuàng)造性作品，為藝術(shù)創(chuàng)作帶來全新的可能性。調(diào)查顯示，18-30、51-60歲、高收入人群、自由職業(yè)等對這一場景關(guān)注度較高。
9.更多的場景分類
前面的調(diào)研是基于用戶使用場景來分類，如果從功能角度來劃分，腦機(jī)接口可以分為替代、恢復(fù)、增強(qiáng)、補(bǔ)充、改善五大類。
從行業(yè)應(yīng)用來看，腦機(jī)接口在醫(yī)療、教育、娛樂、工業(yè)等等相關(guān)領(lǐng)域都會(huì)有潛在的應(yīng)用場景，有待進(jìn)一步挖掘和研究，并探索出新的商業(yè)模式。
圖2 腦機(jī)接口的功能
腦機(jī)接口帶來的挑戰(zhàn)
調(diào)研發(fā)現(xiàn)，消費(fèi)者對腦機(jī)接口帶來的數(shù)字鴻溝最為擔(dān)憂，腦機(jī)接口技術(shù)作為一種前沿技術(shù)，其高昂的研發(fā)和應(yīng)用成本可能加劇數(shù)字鴻溝，使得只有經(jīng)濟(jì)條件較好的群體能夠享受到相關(guān)技術(shù)帶來的便利，如果技術(shù)普及度不高，可能導(dǎo)致技術(shù)獲取不平等，從而擴(kuò)大數(shù)字鴻溝。
除此之外，技術(shù)安全性和價(jià)格成本也是未來腦機(jī)接口可能的重要挑戰(zhàn)。腦機(jī)接口技術(shù)直接作用于人腦，其技術(shù)安全性是廣泛應(yīng)用的前提。價(jià)格問題則直接影響產(chǎn)品的可及性，如果腦機(jī)接口技術(shù)不能以合理的價(jià)格提供給消費(fèi)者，可能會(huì)限制其廣泛應(yīng)用。
對運(yùn)營商的啟示
1.對運(yùn)營商的啟示一
運(yùn)營商積極向科技型企業(yè)轉(zhuǎn)型，需要持續(xù)投入對創(chuàng)新型科技的研究。腦機(jī)接口有豐富的應(yīng)用場景，技術(shù)和市場的逐步成熟，將是運(yùn)營商開辟戰(zhàn)新業(yè)務(wù)，獲得新利潤增長點(diǎn)的的重要潛力方向。
醫(yī)療康復(fù)：隨著未來人口老齡化的加劇，醫(yī)療康復(fù)將成為快速成長的新賽道。該領(lǐng)域正在探索使用腦機(jī)接口技術(shù)幫助患者恢復(fù)或改善功能。在40歲以上人群中潛在用戶普遍，運(yùn)營商通過網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，能確保腦機(jī)接口穩(wěn)定高效地工作，為患者提供更好的康復(fù)體驗(yàn)。
教育培訓(xùn)：教育培訓(xùn)行業(yè)正在采用腦機(jī)接口技術(shù)來創(chuàng)新教學(xué)方法，通過監(jiān)測和響應(yīng)學(xué)生的腦電波來提供個(gè)性化的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。在學(xué)生群體中潛在用戶普遍，運(yùn)營商提供網(wǎng)絡(luò)連接和數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，確保設(shè)備能實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確地收集和分析數(shù)據(jù)，支持教育者更好地理解學(xué)生的需求并提供定制化的教學(xué)內(nèi)容。
游戲娛樂：游戲娛樂行業(yè)正通過腦機(jī)接口技術(shù)為玩家?guī)沓两襟w驗(yàn)，允許玩家用思維直接控制游戲角色或界面。在18-30歲，學(xué)生、自由職業(yè)等多個(gè)群體中潛在用戶較多，運(yùn)營商能確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)母咚俣群偷脱舆t，對實(shí)現(xiàn)流暢的游戲體驗(yàn)至關(guān)重要。
人機(jī)互動(dòng)：腦機(jī)接口允許用戶通過腦電信號直接與機(jī)器交流，為人們提供了新的溝通和控制工具。在不同場景下?lián)碛袕V泛的潛在用戶，運(yùn)營商參與數(shù)據(jù)傳輸和處理，確保實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性的同時(shí)，還能保證用戶數(shù)據(jù)的安全性和隱私性，帶來更加安全可靠的互動(dòng)體驗(yàn)。
2.對運(yùn)營商的啟示二
腦機(jī)接口技術(shù)在應(yīng)用領(lǐng)域具有巨大的潛力，但電信運(yùn)營商在決策是否引入以及何時(shí)引入時(shí)，需要充分考慮產(chǎn)業(yè)化的現(xiàn)實(shí)情況。
實(shí)現(xiàn)成本。目前腦機(jī)接口技術(shù)仍需要較高的投入，包括硬件設(shè)備的采購、軟件開發(fā)以及系統(tǒng)集成等方面。如果成本過高，可能會(huì)對電信運(yùn)營商的運(yùn)營成本和利潤產(chǎn)生較大壓力。
技術(shù)進(jìn)展。雖然腦機(jī)接口技術(shù)近年來取得了顯著的突破，但在穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性、兼容性等方面仍有待進(jìn)一步提高。如復(fù)雜環(huán)境中的信號采集和處理能力。這會(huì)影響其在電信服務(wù)中的實(shí)際應(yīng)用效果。
應(yīng)用進(jìn)展。目前腦機(jī)接口技術(shù)在醫(yī)療、游戲等領(lǐng)域有了一定的探索和應(yīng)用，但在電信運(yùn)營商的通信服務(wù)、網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化等核心業(yè)務(wù)的應(yīng)用還相對較少。
目前腦機(jī)接口技術(shù)在電信運(yùn)營商領(lǐng)域的大規(guī)模應(yīng)用仍面臨諸多挑戰(zhàn)。然而，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和成本的逐漸降低，預(yù)計(jì)在未來 5-10 年內(nèi)，可能會(huì)在一些特定的電信服務(wù)場景中實(shí)現(xiàn)初步應(yīng)用，如為特殊需求用戶提供更便捷的交互方式，或在智能客服中實(shí)現(xiàn)更高效的用戶需求理解。實(shí)現(xiàn)全面廣泛的應(yīng)用則還需要更長的時(shí)間。需要持續(xù)關(guān)注技術(shù)發(fā)展、市場需求以及政策環(huán)境等多方面的因素，以便做出更明智的決策。
本文作者
劉敬東
戰(zhàn)略發(fā)展研究所
二級分析師
碩士，就職于中國電信研究院，長期從事電信新產(chǎn)品、客服服務(wù)、數(shù)字化轉(zhuǎn)型等領(lǐng)域的研究。
