近日，埃隆·马斯克在参加播客节目《乔·罗根秀》时称，脑机接口公司Neuralink或在1年内完成人类大脑植入，原则上可以修复任何大脑问题，包括提升视力、治疗癫痫以及阿兹海默症等。这项“脑洞大开”的技术开始受到广泛关注。本文将从专利视角对脑机接口技术的发展进行分析，以期对国内相关企业的专利布局提供参考。
申请量稳步增长
笔者通过Incopat检索平台对脑机接口技术进行专利检索后发现，截至2020年5月18日，在全球范围内共检索到相关专利2063件（合并同族后）。从检索数据可以看出，2001年至2018年，脑机接口技术的全球专利申请量总体呈现逐年增长态势（如图1所示），技术创新成果不断涌现。其中，2001年至2012年，该技术专利申请量较少，专利申请处于起步期；2013年至2017年，该技术专利申请量均超过100件，为专利申请的稳步增长期；2018年，该技术专利申请量增长幅度高达39.8%，呈现爆发增长趋势。
从专利申请来源国看，相关专利申请量排名前4位的国家分别是中国、美国、韩国、德国（如图2所示）。其中，中国和美国相关专利申请量遥遥领先。中国申请人的相关专利申请量为814件，美国申请人的相关专利申请量为716件，分别占该领域全球专利申请总量的39.4%和34.7%。在侵入式脑机接口技术分支，全球专利申请量为共688件，美国申请人专利申请量占比68%，中国申请人专利申请量占比7%。在非侵入式脑机接口技术分支，全球专利申请量为1375件，其中，美国申请人专利申请量占比17%，中国申请人专利申请量占比55%。可见，美国在侵入式脑机接口技术上更占优势，而中国在非侵入式脑机接口技术上更占优势。
从全球专利申请量前10的申请人看，中国占5席，美国占4席。提出“或在一年内完成人类大脑植入脑机接口”的Neuralink公司，截至目前能够公开查询到的专利申请为7件，数量不多但囊括了侵入式脑机接口的多项突破性技术。例如，脑电信号采集电极的制造（公开号：US2020085375A1）以及计算机视觉的脑电信号处理技术（公开号：US2020085508A1）。可见，Neuralink公司对于一些关键技术已经有所突破，埃隆·马斯克提出的“在人类大脑植入脑机接口”的设想也许不是梦想。
笔者经过进一步分析可知，美国企业中相关专利申请量最多的Medtronic，Inc.公司主要研究方向为对刺激信号的确定以进行医疗使用，主要针对刺激信号作用区域及刺激信号的选择等技术进行研究，例如治疗窗口的确定（公开号：US2018369590A1）、刺激电极选择（公开号：US2011264165A1），并且该公司已在中国、欧洲、澳大利亚、巴西等国家和地区进行了专利布局。
中国在相关领域的专利申请量较多的创新主体中，大部分是高等院校，主要涉及脑电信号分析与处理、视觉感知、刺激信号的选取与定位、脑电信号远程控制以及医疗领域应用等前沿理论研究。2020年1月16日，浙江大学对外宣布“双脑计划”重要科研成果，完成国内第一例植入式脑机接口临床研究。笔者经过专利检索发现，目前浙江大学的相关专利申请共23件，2007年提交相关专利申请2件，例如BCI动物实验系统（公开号：CN100515187A）。浙江大学是相关技术研发起步较早的科研机构之一，近年来在植入式电极、脑机接口在医疗领域的应用等方面也有一批科研成果突破，例如用于低温植埋的侵入式脑机接口（公开号：CN107814865A），一种基于眼动和脑机接口技术的人机交互方法（公开号：CN111158471A）。
在企业方面，广东欧珀移动通信有限公司主要研究方向为非侵入式脑机接口技术中的脑电波的采集以及对脑电波统计分析结论的应用，例如脑电波采集方法及相关设备（公开号：CN108594989A）、以及脑电波控制方法及相关产品（公开号：CN108512995A）。浙江强脑科技有限公司主要研究方向为非侵入式脑机接口技术中的脑电波统计分析结论的应用以及脑电信号远程控制技术，例如电子书控制方法、电子设备（公开号：CN109799913A）；基于眼镜和脑波控制的智能轮椅（公开号：CN109662842A）。虽然中国企业相关专利申请量较大，但针对关键技术布局力度仍不够，并且尚未进行海外布局。而国外企业如韩国三星电子公司已经积极开始了在中国、美国、欧洲、印度的专利布局。
总体而言，中国相关专利申请趋势与全球专利申请趋势相近。可以预见，在未来几年内，随着电信号采集、脑电信号处理、电极稳定工作、信号反馈等关键技术取得重大突破后，专利申请量会继续保持高速增长态势。
机遇与挑战并存
目前，脑机接口技术在医疗、远程控制等领域已经进行了初步的应用，例如能够帮助癫痫患者进行打字，通过脑机接口和机械外骨骼，支持四肢麻痹患者进行直立行走等。在笔者看来，该技术的兴起，对多个领域产生深远影响，并逐渐带动脑电信号采集、脑电信号处理、信号反馈等技术的发展。
在笔者看来，尽管该技术受到了各方的追捧并加紧研发，但仍然存在许多亟待解决的问题。例如：非侵入式脑机接口采集的信号失真；侵入式脑机接口的植入以及反馈信号的刺激可能损伤大脑，植入电极的老化及续航，对脑电波信号的转换等技术难题需要进一步攻克。
由此可见，脑机接口技术发展空间巨大，通信、医疗等领域的企业的国际专利布局尚未大规模启动。笔者建议，在当下较为激烈的国际知识产权竞争环境下，中国企业可针对核心技术抢先研发并进行全面专利布局，加强海外专利申请以赢得先机。同时，中国高等院校专利申请量大、核心技术优势明显，如何尽快实现产学研对接，推动科研成果的应用转化是未来发展的关键。（国家知识产权局专利局专利审查协作天津中心 田雨润）
（编辑：蒋朔)
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