마음과 기계: 3가지 뇌-컴퓨터 인터페이스 기술 동향

“인간의 뇌에는 100억 개의 뉴런이 있으며 각 뉴런은 10만 개의 다른 뉴런과 연결되어 있습니다. 당신의 어깨 위에 앉아 있는 것은 알려진 우주에서 가장 복잡한 물체입니다.” – 카쿠 미치오

게시일: 23년 2022월 XNUMX일

마음과 기계: 3가지 뇌-컴퓨터 인터페이스 기술 동향

자신의 생각만으로 외부 세계를 제어할 수 있으면서도 현재 온라인에서 발견되는 모든 정보에 접근할 수 있다고 상상해 보십시오. 공상과학 영화처럼 들릴 수도 있지만 그럴듯한 미래 시나리오입니다. 로 알려진 이 기술은 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)는 인간의 연결을 도울 것으로 예상됩니다. 전통적인 신경근 경로를 사용하지 않고도 위의 모든 것을 달성할 수 있습니다.

최근 몇 년 동안 BCI 기술에 대한 관심이 급증했습니다. 요즘 글로벌 스타트업 커뮤니티에서 가장 핫한 이슈 중 하나입니다. 작년에는 1.4건의 거래를 통해 46억 달러가 모금되면서 이 공간에서 기록적인 자금 조달이 시작되었습니다.

이 기사에서는 BCI 기술이 무엇이고 이를 발전시키는 혁신 동향을 살펴봅니다.

뇌-컴퓨터 인터페이스 기술이란?

간단히 말해서 BCI는 뇌와 외부 장치 사이의 다리입니다. 여러 개의 검열 장치와 복잡한 알고리즘을 활용하여 뇌 신호를 분석하고 관련 뇌 패턴을 추출하는 것이 더 쉬워지고 있습니다. 그런 다음 비침습적 장치로 기록하고 분석할 수 있습니다. 이를 통해 인간은 신체의 물리적 제약 없이 기계를 직접 제어할 수 있습니다.

원래, BCI 기술은 마비된 사람들을 돕기 위해 개발되었습니다. 자신의 생각을 이용해 보조 장치를 제어합니다. 그러나 새로운 사용 사례가 매일 확인되고 있습니다. 점점 더 많은 기술 스타트업이 인간의 두뇌를 컴퓨터 인터페이스와 연결하는 것을 최종 목표로 삼아 두뇌를 목표로 삼고 있습니다. 저렴하고, 작으며, 누구나 접근할 수 있는 BCI를 만들기 위한 경쟁이 벌어지고 있습니다.

지금은 BCI 기술에 있어 흥미진진한 시기이지만 고려해야 할 윤리적 고려 사항도 많이 있습니다. 많은 사람들이 영구적인 뇌 이식에 대해 동의하지 않습니다. 다행스럽게도 수술이나 뇌 이식이 필요하지 않은 웨어러블 BCI도 시장에 나와 있습니다.

뇌-컴퓨터 인터페이스 혁신 동향

BCI는 연구가 풍부합니다. 위의 업계 마인드 맵을 예로 들어 보겠습니다. 관련 기술이나 주제는 해당 특정 분야의 학술 연구 성숙도와 관련하여 설명됩니다. 어두운 원은 더 높은 연구 성숙도를 나타냅니다(예: EEG라고도 알려진 뇌파검사 또는 인공 지능) 밝은 원은 최신 기술이나 학문적 연구가 덜한 기술을 나타냅니다. 예를 들어, '마인드 업로드'는 현재 학문적으로 성숙하지는 않지만 연구가 더욱 발전함에 따라 향후 몇 년 동안 점점 더 관련성이 높아질 수 있습니다.

혁신 트렌드 #1: 미국과 중국이 연구를 지배

BCI 공간의 연구 제휴는 미국과 중국에 집중되어 있습니다. 특히, 톈진 대학교와 샌프란시스코 캘리포니아 대학교(UC)는 이 분야에서 매우 활발한 활동을 펼치고 있습니다. 주목할 가치가 있는 간행물은 UC San Francisco의 특허 CA2886095A1 감각 및 인지 프로파일링을 위한 시스템 및 방법으로, 가치는 약 2.34만 달러입니다. 이 특허는 인지 및/또는 감각 프로필을 생성하고 생리학적 데이터를 처리하여 선택된 프로필 카테고리와 관련된 하나 이상의 정량적 값을 포함하는 정보 세트를 생성하기 위한 방법, 장치 및 시스템을 청구합니다.

혁신 트렌드 #2: BCI 고성장 스타트업이 늘고 있다

BCI가 전 세계적으로 유행하면서 많은 고성장 스타트업이 등장했습니다. BCI 산업이 상당한 규모로 성장할 것으로 예상되기 때문에 이것은 놀라운 일이 아닙니다. 14.3-2021년 CAGR(연간 복합 성장률) 2027%. 의료 산업의 성장 잠재력은 엄청나며, 특히 신경 장애 치료와 관련이 있습니다. 또한 BCI 통합 비디오 게임 장치에 대한 수요가 증가하고 있으며 BCI와 관련된 국방 부문의 연구도 증가하고 있으며 이는 글로벌 뇌-컴퓨터 인터페이스 시장의 성장을 주도하는 다른 주요 요인입니다.

지난 10년 동안 설립된 회사를 분석하면 위의 가장 활발한 특허 출원 업체를 볼 수 있습니다. 자금 측면에서, 인지 (인공 지능, 기계 학습 및 생명 공학을 전문으로 하는 컴퓨터 소프트웨어 회사)은 가장 최근에 Amazon Alexa Fund에서 약 15만 달러를 모금했습니다. Cognixion의 소프트웨어는 뇌파를 직접 통신으로 변환하는 BCI를 사용하여 사람들이 통신할 수 있도록 하는 감각 통신 시스템을 특징으로 합니다.

또 다른 주목할만한 신생 기업은 Elon Musk의 신경전, 아마도 이 분야에서 가장 잘 알려진 스타트업일 것입니다. Neuralink는 다가오는 인공 지능(AI) 시대에서 살아남기 위해 인간과 컴퓨터를 연결하는 초고대역폭 뇌-기계 인터페이스를 개발하기 위해 노력하고 있습니다. Musk는 이 기술을 "두개골의 Fitbit"에 비유합니다.

다른 BCI 회사와 비교할 때 Neuralink는 혁신 강도(총 특허 수) 및 모멘텀(지난 XNUMX년 내 특허 수)과 관련하여 업계 평균보다 뛰어납니다. 그러나 뉴럴링크는 혁신 독창성(총 특허 인용)과 혁신 평가(평균 특허 평가)에서 평균 이하로 떨어집니다. 많은 사람들은 Neuralink가 견고한 엔지니어링을 보유하고 있지만 신경 과학은 평범하다고 ​​보고합니다.

그럼에도 불구하고 Neuralink는 특히 시연을 통해 BCI 산업에 큰 주목을 받았습니다. 호출기 원숭이. Pager는 뇌에 Neuralinks 동전 크기의 디스크를 설치했으며 훈련 후에는 단순히 자신의 행동을 생각하는 것만으로도 Pong 게임을 할 수 있었습니다.

원숭이가 간단한 훈련으로 이것을 할 수 있다면 인간의 두뇌가 컴퓨터에 연결된다면 무엇을 할 수 있을지 생각해 보십시오. 적용 측면에서 Neuralink는 사지 마비 환자가 디지털 자유를 되찾도록 돕는 기술을 출시하기를 희망합니다. 장기적으로 이 회사는 자사의 칩이 인간의 의식을 AI와 융합시키는 데 사용될 것이라고 믿습니다. Neuralink는 최근 시리즈 C 펀딩에서 205억 XNUMX만 달러를 모금하여 현재 및 미래 제품의 개발을 가속화할 것입니다. 인간 실험은 올해 말에 시작될 것으로 예상됩니다.

혁신 트렌드 #3: BCI 임상시험

2022년 XNUMX월 최초의 상업용 BCI가 인체 실험에 ​​들어갔습니다.

싱크 론혈관내 뇌-컴퓨터 인터페이스 회사인 는 미국 임상 시험에 첫 환자를 등록하여 회사의 임플란트를 하반신 마비 환자 및 마비 환자에 대한 상업적 사용을 위한 잠재적인 규제 승인을 향한 길에 올려 놓았습니다.

토마스 옥슬리(Thomas Oxley) 최고경영자(CEO)는 회사 성명에서 “영구적으로 이식된 BCI를 위한 IDE에 따른 최초의 환자 등록은 마비를 앓고 있는 미국의 XNUMX만 명을 위한 솔루션을 발전시키는 전체 분야의 주요 이정표”라고 말했다.

2016년에 설립된 Synchron은 BCI 산업에서 몇 가지 중요한 혁신을 달성했습니다. 2016년에 회사는 Stentrode 제품을 사용하여 양의 혈관 내부에서 혈관 ECoG의 첫 번째 뇌 기록을 생성했습니다. 이 연구는 나중에 Nature Biotechnology에 발표되었습니다. 2021년 후, Synchron은 개복 뇌 수술이 필요 없이 혈관을 통해 국소화된 뇌 자극이 어떻게 달성될 수 있는지 보여주었습니다. 마지막으로 XNUMX년에 회사는 Stentrode를 이식한 두 사람이 자신의 생각만으로 외부 장치를 제어하여 이메일 통신, 문자 메시지, 온라인 뱅킹을 개발할 수 있었던 방법을 설명했습니다.

BCI는 아직 초기 단계이며 아직 해결해야 할 과제가 많지만 인간 진화의 잠재력은 흥미진진합니다. 하반신 마비 환자를 돕는 것부터 전 세계 인간의 일상 생활을 향상시키는 것까지 BCI는 많은 사람들의 삶을 변화시킬 것입니다. XNUMX차 산업 혁명을 둘러싼 보도가 증가함에 따라 BCI는 이 획기적인 차세대 기술 시대의 일부가 될 것입니다.

작성자 바이오

케이트 화이트 PatSnap의 Customer Advocacy Manager입니다. 그녀는 획기적인 혁신을 강조하여 PatSnap 고객에 대해 배우고 홍보하는 데 시간을 보냅니다. Kate는 Western University에서 의학 및 심리학 학사 학위를 받았습니다. 여가 시간에는 시베리안 허스키와 함께 그림을 그리거나 야외 활동을 즐깁니다.