組別:第3 組 組員:廖婕安 駱孝倫...
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組別:第 3組
組員:廖婕安
駱孝倫
蘇致萱
大綱
研究背景
研究目的
何謂腦機介面
腦機介面架構
10大Assignee介紹
台灣腦機介面相關技術介紹
專利檢索條件
專利地圖
技術功效矩陣
結論
1
研究背景-研究目的
• 了解產業趨勢
• 找出台灣產業切入的機會
2
研究背景-何謂腦機介面
利用腦波操控設備的使用者介面
腦部與外部裝置的機器建立的直接連線通路
電影《環太平洋》
3
研究背景-腦機介面架構
前端 中端 後端
侵入式
非侵入式
4
1. Medtronic Inc.(侵入式)
運用醫療技術為治療身體失去能力、慢性疾病
Medtronic 深腦部刺激療法
2. Neuropace Inc.(侵入式)
致力於治療患有神經失調等疾病(主要為治療癲癇)的病人
RNS® System
3. Cyberonics Inc.(侵入式)
為癲癇症和其它神經衰弱症治療。
研究背景- 10大ASSIGNEE介紹(1)
5
4. New York University(非侵入式)
NYU Center for Brain Imaging
功能性磁共振造影(Functional Magnetic Resonance Imaging,
fMRI)來測量神經元活動所引發之血液動力的改變
研究背景- 10大ASSIGNEE介紹(2)
6
5. Hitachi Ltd.(非侵入式)
提供生活家電產品、系統及服務
偵測腦中血流的改變並轉成電子信號
6. Flint Hills Scientific L.L.C.(侵入式)
致力於即時分析複雜信號的演算法、相關系統及醫療科技,像是腦
波信號的偵測、裝置以控制不同的疾病。
研究背景- 10大ASSIGNEE介紹(3)
7
7. BRAINGATE LTD. (侵入式)
醫療產品、服務、裝置
(EX. 腦波控制輪椅、訓練走路課程)
8. University of Tsukuba ( 侵入式及非侵入式)
位於日本茨城縣筑波市
Tsukuba Brain Science Association (TBSA)
腦波控制義肢手(腳)、腦波轉換成音樂
研究背景- 10大ASSIGNEE介紹(4)
8
9. Samsung Electronics Co. Ltd.(非侵入式)
位於美國德州的實驗室正在致力於開發腦機介面
量測腦電波(EEG),並轉成腦機介面可讀的語言來控制裝置
https://www.youtube.com/watch?v=trNHyWy5AaY
10. New York University 、 Massachusetts Institute of
Technology (侵入式)
研究背景- 10大ASSIGNEE介紹(5)
9
公司 侵入式 非侵入式包含中後端技術及裝置
1. Medtronic Inc V V
2. Neuropace Inc V V
3. Cyberonics Inc V V
4. New York University V
5. Hitachi Ltd. V V
6. Flint Hills Scientific L.L.C. V V
7. Braingate Ltd. V V
8. University of Tsukuba V V V
9. Samsung Electronics Co. Ltd. V V
10. New York University, Massachusetts
Institute of TechnologyV V
研究背景- 10大ASSIGNEE介紹(6)
10
研究背景-台灣腦機介面相關技術介紹(1)
國內多所大學已進行腦機介面相關之學術研究
• 技術端:微電極陣列之結構、控制技術、材料之改質方法等。
• 產品應用端:以肌電波及腦電波控制發球之訓練系統、感測腦電波及
眼電波之3D控制裝置、腦波翻書機等。
11
研究背景-台灣腦機介面相關技術介紹(2)
前端技術:腦波擷取
• 微機電產業:銳捷科技
• 生物偵測產業:晶宇、聿新、商之器、普生等公司,其業務橫跨蒐集無機資料(如心跳、腦波等)及有機資料(如血液、唾液等)之偵測。
中端技術:腦波特徵抽取方法之相關分類方式及演算方式
• IC設計產業
後端技術:機器人、輪椅及義肢等實體裝置
• 醫療器材製造商:包含必翔、喬山、國睦、台歐、建迪、台灣維順等公司。
12
研究背景-台灣腦機介面相關技術介紹(3)
大寶科技為NeuroSky(神念科技)之台灣區代理商,除代理該公
司之產品(如Necomimi(貓耳朵))外,亦有應用該公司之非接
觸式腦波偵測器及應用軟體開發其他應用性產品
• 偵測腦波以確認人們之專注力
• 以腦波控制燈具亮度和色澤
13
研究背景
專利檢索條件
USPTO檢索策略介紹
TIPO檢索策略介紹
專利地圖
技術功效矩陣
結論
大綱
14
15
專利檢索條件-USPTO檢索策略介紹(1)
• 檢索專利時間:2014/03/18
• 檢索關鍵字:Brain, mind, signal, wave, computer,
control, machine, biosignal
• 檢索專利標題含有前述關鍵字之專利,共23項專利
16
• 本組於檢索專利時乃檢索專利摘要(Abstract)及專
利範圍(Claim)含有本組設定與「腦機介面」相關
關鍵詞
• 檢索時逐次加入不同之關鍵字
專利檢索條件-USPTO檢索策略介紹(2)
17
檢索關鍵字 檢索條件 專利筆數
Brain, mind(((ABST/brain OR ABST/mind) OR (ACLM/brain OR ABST/mind)) AND
ISD/20000101->20140318)7468
Brain, mind,
signal
(((ABST/brain OR ABST/mind) AND (ABST/signal )) OR ((ACLM/brain OR
ABST/mind) AND (ACLM/signal)))AND ISD/20000101->201403181224
Brain, mind,
signal, wave,
computer,
control
(((ABST/brain OR ABST/mind) AND (ABST/signal OR ABST/wave) AND
(ABST/computer OR ABST/control )) OR ((ACLM/brain OR ABST/mind)
AND (ACLM/signal OR ACLM/wave) AND (ACLM/computer OR
ACLM/control))) AND ISD/20000101->20140318
619
Brain, mind,
signal, wave,
computer,
control, machine
(((ABST/brain OR ABST/mind) AND (ABST/signal OR ABST/wave) AND
(ABST/computer OR ABST/control OR ABST/machine)) OR ((ACLM/brain
OR ABST/mind) AND (ACLM/signal OR ACLM/wave) AND
(ACLM/computer OR ACLM/control OR ACLM/machine))) AND
ISD/20000101->20140318
630
Brain, mind,
signal, wave,
computer,
control,
machine,
biosignal
(((ABST/brain OR ABST/mind) AND (ABST/signal OR ABST/wave) AND
(ABST/computer OR ABST/control OR ABST/machine)) OR
ABST/biosignal )OR ((ACLM/brain OR ABST/mind) AND (ACLM/signal OR
ACLM/wave) AND (ACLM/computer OR ACLM/control OR
ACLM/machine)) OR ACLM/biosignal) AND ISD/20000101->20140318
675
18
• 專利品質之權重設定:專利類型>專利年份>Claim
專利檢索條件-USPTO檢索策略介紹(3)
19
• 定義腦機介面前端技術相關IPC碼
IPC碼 定義
A61B 診斷;外科;鑑定
A61M將介質輸入人體內或輸到人體上之器械;為轉移人體介質或為從人體內取出介質之器械;用於產生或結束睡眠或昏迷之器械
A61F可植入血管內的濾器;假肢體;為人體管狀結構提供開口、或防止其塌陷的裝置,如支架;矯形、護理或避孕裝置;熱敷;眼或耳之治療或保護;繃帶、敷料或吸收墊;急救箱
A61H理療裝置,例如用於尋找或刺激體內反射點之裝置;人工呼吸;按摩;用於特殊治療或保健目的或人體特殊部分之洗浴裝置
G01N 取樣
G08B 信號裝置或呼叫裝置;指令發信裝置;報警裝置
G01V 地球物理;重力測量;物質或物體的探測;示蹤物
G01R 測量電變量;測量磁變量
H01L 半導體裝置;其他類目未包括的電固體裝置
A61N 電療;磁療;放射療;超音波療
專利檢索條件-USPTO檢索策略介紹(4)
20
• 擁有較多相關專利之前10大Assignee
1 Medtronic Inc. 6 Flint Hills Scientific L.L.C.
2 Neuropace Inc. 7 Braingate Ltd.
3 Cyberonics Inc. 8 University of Tsukuba
4 New York University 9 Samsung Electronics Co. Ltd.
5 Hitachi Ltd. 10New York University、Massachusetts Institute of Technology
專利檢索條件-USPTO檢索策略介紹(5)
21
專利檢索條件-TIPO檢索策略介紹
22
大綱
研究背景
專利檢索條件
專利地圖
整體發展狀況
技術發展狀況
競爭者
競爭者技術
技術功效矩陣
結論
23
專利地圖分析-整體發展狀況(1)
2000
2001
2013
2014
2012
20112010
2009
潛伏期
成長期
2002
24
專利地圖分析-整體發展狀況(2)
成長期
25
專利地圖分析-技術發展狀況
(92.42%)醫療(診斷、外科、鑑定;電療、磁療、放射療、超音波療)
26
專利地圖分析-競爭者(1)
27
專利地圖分析-競爭者(2)
28
專利地圖分析-競爭者(3)
專利權人 專利數量 國家數量 發明人數量 平均專利年齡 活動年期 距今年期
Medtronic Inc. 24 1 86 8.375 12(2001~2013) 1
NeuroPace Inc. 13 2 43 13.23 13(1997~2010) 4
Cyberonics Inc. 6 1 16 8.5 6(2005~2011) 3
Hitachi Ltd. 5 1 19 11.2 8(2001~2009) 5
New York
University5 1 6 15.6 11(1997~2008) 6
Braingate Ltd. 4 1 10 9 8(2005~2013) 1
Flint Hills
Scientific4 1 11 9 11(2002~2013) 1
University of
Tsukuba2 1 2 7.5 10(2004~2014) 0
Samsung
Electronics Ltd.2 1 5 9 10(2003~2013) 1
New York
University and
MIT
1 1 3 8 4(2006~2010) 4
29
專利地圖分析-競爭者技術
醫療(診斷、外科、鑑定;電療、磁療、放射療、超音波療)
30
大綱
研究背景
專利檢索條件
專利地圖
技術功效矩陣
USPTO專利
台灣專利
USPTO與台灣專利比較
結論
31
技術功效矩陣-USPTO專利(1)
上層技術
32
技術功效矩陣- USPTO專利(2)
下層技術
electrical
stimulatormonitor sensor transducer controller
Medtronic Inc. 11 20 14 1 0
New York University 0 1 4 3 0
Flint Hills Scientific L.L.C. 3 1 1 0 0
Hitachi Ltd. 0 0 5 0 0
Braingate Ltd. 0 0 0 0 4
New York University 、Massachusetts Institute of Technology
0 1 1 0 0
University of Tsukuba 0 0 0 0 2
NeuroPace Inc. 9 10 5 0 0
Cyberonics Inc. 6 4 0 3 0
Samsung Electronics 2 1 1 0 0
33
技術功效矩陣- USPTO專利(3)
功效項目
34
技術功效矩陣-台灣專利(1)
專利權人 篇數
大寶科技有限公司 7
交通大學 5
清華大學 3
陽明大學 2
中原大學 1
台灣大學 1
檢索結果:19篇 非侵入式
35
技術功效矩陣-台灣專利(2)
專利權人技術矩陣
專利權人 sensor transducer monitor controller
大寶科技有
限公司7 6 6 1
交通大學 5 0 2 1
清華大學 3 0 0 0
中原大學 1 1 1 0
陽明大學 2 0 1 1
台灣大學 1 0 1 0
TOTAL 19 7 11 3
36
19篇
技術功效矩陣-台灣專利(3)
專利權人 準確的定位 操作容易提升神經信號
的品質機動性高 適用範圍廣 準確的判斷
大寶科技有
限公司0 1 0 0 0 6
交通大學 0 0 3 0 1 1
清華大學 0 0 3 0 0 0
中原大學 0 0 0 0 1 1
陽明大學 0 1 1 0 0 0
台灣大學 0 0 0 0 0 1
TOTAL 0 2 7 0 2 9
專利權人功效矩陣
37
18篇
技術功效矩陣-USPTO與台灣專利比較(上層技術)
技術分類 USPTO專利數量 台灣專利數量
both invasive and non-invasive 5 0
invasive 47 19
non-invasive 15 0
YearUSPTO專利 台灣專利
invasive non-invasive both invasive and non-invasive non-invasive
2000 4 3 0 0
2001 0 1 0 0
2002 3 0 0 0
2003 2 2 0 0
2004 2 1 0 0
2005 0 0 0 0
2006 2 1 0 0
2007 3 1 0 1
2008 0 1 0 1
2009 4 2 2 10
2010 6 0 2 3
2011 8 1 0 1
2012 6 0 0 2
2013 7 2 0 138
技術分類 USPTO專利數量 台灣專利數量
controller 6 3
electrical stimulator 29 0
monitor 34 11
sensor 34 19
transducer 7 7
Year
USPTO專利 台灣專利
electrical
stimulatormonitor sensor transducer controller monitor sensor transducer controller
2000 3 3 4 1 0 0 0 0 0
2001 0 0 1 1 0 0 0 0 0
2002 2 3 1 0 0 0 0 0 0
2003 2 2 1 1 0 0 0 0 0
2004 1 1 2 0 0 0 0 0 0
2006 0 1 3 0 0 0 0 0 0
2007 3 2 3 0 0 1 1 1 0
2008 0 0 1 1 0 1 1 0 0
2009 4 3 2 1 0 5 10 3 1
2010 4 5 2 2 1 2 3 3 1
2011 2 7 5 0 2 0 1 0 0
2012 1 5 4 0 1 2 2 0 0
2013 7 2 5 0 1 0 1 0 1
2014 0 0 0 0 1 0 0 0 0
技術功效矩陣-USPTO與台灣專利比較(下層技術)
39
Type 適用範圍廣機動性高提升神經信號
的品質準確的判斷操作容易準確的定位
controller 4 2 0 0 0 0
electrical
stimulator10 1 5 10 4 0
monitor 12 1 8 11 3 0
sensor 9 3 7 7 4 4
transducer 0 3 0 1 1 1
Type 適用範圍廣機動性高提升神經信號
的品質準確的判斷操作容易準確的定位
controller 1 1
electrical
stimulation
monitor 1 2 6 1
sensor 6 6 1
transducer 1 6 1
USPTO專利
台灣專利
技術功效矩陣-USPTO與台灣專利比較(1)
40
Type 適用範圍廣機動性高提升神經信號
的品質準確的判斷操作容易準確的定位
controller 3.60% 1.80%
electrical
stimulator9.01% 0.90% 4.50% 9.01% 3.60%
monitor 10.81% 0.90% 7.21% 9.91% 2.70%
sensor 8.11% 2.70% 6.31% 6.31% 3.60% 3.60%
transducer 2.70% 0.90% 0.90% 0.90%
Type 適用範圍廣機動性高提升神經信號
的品質準確的判斷操作容易準確的定位
controller 3.03% 3.03%
electrical
stimulation
monitor 3.03% 6.06% 18.18% 3.03%
sensor 18.18% 18.18% 3.03%
transducer 3.03% 18.18% 3.03%
USPTO專利
台灣專利
大寶科技有限公司國立清華大學國立交通大學
Medtronic Inc.
NeuroPace Inc.
技術功效矩陣-USPTO與台灣專利比較(2)
41
大綱
研究背景
專利檢索條件
專利地圖
技術功效矩陣
結論
42
結論(1)
腦機介面之技術較為新穎
• 相關技術皆在成長階段(自2010年開始)
• 目前之腦機介面相關技術中,發展較成熟者為前端技術
• 相關專利多於主要功能方面作提升(提升品質 準確的判斷) ,而於操作容易或是
機動性高等較偏向附加價值的功效較少
43
結論(2) USPTO上所查到的專利和台灣的專利趨勢大致相同
• 專利主題以invasive、sensor/monitor、提升品質/準確判斷為主
• 專利數較多之技術功效組合:
• 台灣表現比較出色的地方是monitor+準確判斷、sensor+提升品質、
sensor+準確判斷、transducer+準確判斷
monitor+準確的判斷 sensor+準確的判斷
sensor+提升神經信號的品質 transducer+準確的判斷
transducer+適用範圍廣 controller+準確的判斷
controller+操作容易
44
參考資料 Control Your Mobile Phone or Tablet Directly from Your Brain
http://www.nextnature.net/2013/05/control-your-tablet-directly-from-your-brain/
Samsung Tests Tablet Controlled by Brain Activity
https://www.youtube.com/watch?v=trNHyWy5AaY
Hitachi Creates Brain 'Remote Control'
http://www.livescience.com/4511-hitachi-creates-brain-remote-control.html
http://www.hitachi-medical.co.jp/english/products/opt/etg4000/index.html
腦機介面之研發現況與醫療照護機器人之整合應用:
http://www.robotworld.org.tw/index.htm?pid=10&News_ID=4525
腦波介面在智慧型空間的應用:
http://www.arch.nctu.edu.tw/works/thesis/2006/orel.pdf
可攜式腦波監控裝置:
http://www.mem.com.tw/article_content.asp?sn=1310310008
美國專利局:
http://www.uspto.gov
經濟部智慧財產局:
http://www.tipo.gov.tw/
台灣醫療器材產業鏈簡介:
http://www.otc.org.tw/ch/regular_emerging/ic2/introduce.php?ic=C200
45
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