📈 Аналитика и прогнозы. ИМК

Интерфейс «мозг-компьютер» (ИМК) и влияние этого сегмента на рынок микроэлектроники

От неврологического лечения к более широкому применению: полупроводниковые технологии помогают декодировать и передавать электрические сигналы мозга.

Оценка потенциала рынка – порядка 20%

Первоначальный целевой рынок может быть ограничен по размеру, фокусируясь на пациентах, но ожидается его быстрый рост по мере выхода за рамки фундаментальных исследований и вступления в фазу клинических испытаний.

Оценка реализуемости – 65-70%

Неинвазивные ИМК уже находятся в процессе коммерциализации благодаря прогрессу в производительности сенсоров и вычислений. Ожидается, что инвазивные типы также будут коммерциализированы в ближайшие 5-7 лет, с растущим числом исследователей, объединяющих экспертизу как в здравоохранении, так и в области ИИ.

Принцип работы интерфейса «мозг-компьютер»

Мозг - самый сложный орган теле человека. Когда мы видим, слышим, воспринимаем и принимаем решения, наш мозг генерирует специфическую электрическую активность, известную как мозговые волны. Попытка связать эти мозговые волны с компьютерами, это и есть суть технологии интерфейса «мозг-компьютер» (ИМК). Эта инновация направлена на установление связи мыслей, заключенных в нашем сознании, с внешними сигналами и, наоборот, добиться влияния внешних сигналов на мозг. Это открывает большой потенциал, особенно для людей с параличом, сенсорными нарушениями или неврологическими расстройствами.

Исследования ИМК начались в 1970-х годах, а инвазивные (имплантируемые) технологии, такие как глубокая стимуляция мозга (DBS), уже используются для лечения эпилепсии. В рамках этого метода электрические импульсы подаются в определенные области мозга при возникновении судорог. С конца 2000-х годов как инвазивные, так и неинвазивные устройства ИМК продвинулись благодаря клиническим испытаниям.

В настоящее время в некоторых странах идут испытания инвазивных ИМК, задокументировано восстановление движения и коммуникации у парализованных пациентов. Также появляются новые методы имплантации, такие как сосудистый метод, для снижения хирургических рисков.

Неинвазивные ИМК, хотя и менее точные, более доступны и также развиваются. Технология на основе ЭЭГ (электроэнцефалографии) позволяет пользователям управлять роботизированными протезами, отслеживать уровень стресса и даже взаимодействовать с играми с помощью мозговых волн. Некоторые из этих устройств уже получили сертификаты FDA и коммерциализируются.

Хотя ИМК еще не стали мейнстримом, они быстро развиваются, их применение расширяется в здравоохранении, вспомогательных технологиях и развлечениях. Благодаря непрерывным прорывам, будущее, в котором мы взаимодействуем с машинами силой мысли, может быть ближе, чем кажется.

Передовые, специализированные и энергоэффективные полупроводники для ИМК

Концепция ИМК основана на использовании электродов для детекции сигналов мозга и электронных схем для связи между мозгом и внешними устройствами. Поскольку наши мозговые волны представляют собой огромный и чрезвычайно сложный поток данных, обработка этих данных от мозга требует передовых, сверхнизкопотребляющих AI-акселераторов, аналого-цифровых преобразователей (АЦП) и усилителей. Это также важно для неинвазивных ИМК, где сигналы слабые и требуют точного усиления.

Для инвазивных ИМК, поскольку они часто имплантируются на длительное время, критически важно уменьшить их размер, тепловыделение и энергопотребление. Использование биосовместимых материалов и методов упаковки также необходимо для безопасности и функциональности внутри тела. Следовательно, может расти спрос на специализированные интегральные схемы (ASIC), разработанные специально для ИМК. (..)