一、什么是脑波识别
脑波也称“脑电波”（ Electroencephalography）。人脑中有许多的神经细胞在活动着，呈电器性的振动存在，而这种振动呈现在科学仪器上，看起来脑电图就像波动一样。人脑中的电器性振动我们称之为脑波或者脑电波。
不同的脑部神经活动会产生不同的脑波模式，从而表现为不同的大脑状态，不同的脑波模式又会发出不同的振幅和频率的脑电波。收集这些脑电波并进行相应地处理和分析，进而识别处理对应的脑波模式的过程就是脑波识别。
脑波识别是近几年来备受关注的领域之一，其广泛应用在身份验证、加密、残疾人辅助康复、军事、娱乐、机器控制领域均有应用。
二、目前脑波识别领域的典型专利申请
1、采集装置和应用系统
【案例1】脑机接口和信号采集
美国专利申请号：US11/656828
公开号：US2008/0177197A1
申请日：2007年1月22日
申请人：Neurosky（纽罗斯凯公司）
提出了一种无噪音的便携式的EEG系统，该系统由硬件和软件组成，能够高质量地估计脑状态，脑状态的高质量信号能够被采集用于各种领域的脑机接口，包括消费产品、视频游戏、玩具、军事和航天领域。这一专利申请是Neurosky公司发明的一项脑机接口领域的基础专利，除了该公司自身开发的一款意念控制耳机采用了这项专利技术外，美国最大的玩具公司Mattel（美泰）公司的Mindflex及后续产品也均基于这以专利技术实现。
图1 美国Neurosky公司关于脑机接口的基础专利示意图
【案例2】脑波测量装置及脑波测量方法
日本专利申请号：JP2014-106851
公开号：JP2015221138A
申请日：2014年5月23日
申请人：国立研究开发法人产业技术综合研究所
通过一个电磁屏蔽单元在受测对象上覆盖一个电极用于脑波测量，脑波主要单元包括一个无线传输单元和一个通过电线连接的电极，电磁屏蔽单元连接于受测对象上，以此测量受测对象的脑波信号。
图2 日本一项脑波测量专利的装置示意图
2、用于驾驶监测领域
【案例3】一种基于脑电波识别的机动车驾驶监测提醒装置
申请号：CN201520581171.8
公开号：CN204833607U
申请日：2015年8月4日
申请人：深圳榕亨集团有限公司
一种基于脑电波识别的机动车驾驶监测提醒装置，通过对脑电波生物电的特征提取与分析，将驾驶证的驾驶状态进行量化处理，对于图像识别模式所达到的效果有所改进，有效地提高了准确度和监测的实用性。
3、用于医疗领域
【案例4】一种用于病发作检测和监控的干式传感器EEG/EMG和运动传感系统
美国专利申请号：US13/354148
公开号：US2012/0197092A1
申请日：2012年1月19日
申请人：Neurosky（纽罗斯凯公司）
提出了一种用于病发作检测和监控的干式传感器EEG/EMG和运动传感系统，用于病发作检测/监控，其可以测量用户的EEG/EMG和肌动活动，自动地检测癫痫病发作并且执行行动，诸如触发警报和/或关断诱发性激励。还可以用于持续地监控和存储用户的EEG/EMG和肌动活动，用于医师评估。
图3 美国一项用于发病检测和监控系统的专利的装置示意图
4、用于加密领域
【案例5】一种基于脑电波的生物识别密码验证系统和方法
申请号：CN201510739916.3
公开号：CN105389494A
申请日：2015年11月4日
申请人：上海大学
提出了一种基于脑电波的生物识别密码验证系统和方法，利用ERP信号作为思维密码进行密码验证，解决了当前传统生物特征识别技术由于特征部位不明显或者损坏而将部分人群排除在外的普适性问题，同时提高了信息验证的安全性和可靠性。
5、用于娱乐领域
【案例6】一种意念控制的玩具
美国专利申请号：US12/589255
公开号：US2010/0105478A1
申请日：2009年10月19日
申请人：Mattel（美泰公司）
提出了一种意念控制的玩具，包括多个生物传感器，用以检测脑波活动，基于检测到的脑波活动生成信号。其中的控制单元可以响应该信号直接引导一个单元影响一个或多个物体的动作，该物体包括一个设备用于在设备的半空上悬挂该物体，控制器响应第一个信号改变设备的输出以控制物体的悬挂高度。这一项专利是美泰公司推出的意念推球玩具的专利技术。
图4 美国Mattel公司一项意念推球玩具的专利示意图
三、脑电波识别技术可能存在安全问题
安全咨询公司IOActive高级顾问赫尔南德斯在BruCon大会上，使用未经证实但仍广为使用的开源EEG NeuroServer包现场成功演示了一次针对他自己的大脑信号的中间人攻击。
2012年，加州大学伯克利分校、牛津大学和瑞士日内瓦大学联合发布了一项测试报告，该报告称黑客可以拦截脑电波读取器设备，并窃取用户银行卡和PIN码等敏感个人信息。目前任何电脑都无法读取人类的思想，而只能获取α和β脑电波，根据这些脑电波数据，设备知道你是出于放松还是思考的状态，进而推测出你的心理状态，紧张还是兴奋。你可以把自己的脑电波信号传输、转译成计算机动作，然后操控电脑。此外，当设备读取到P300脑电波信号时，就说明这个场景对此人来说是熟悉的。
在前不久公布的这项调研中就是运用这样的原理，他们会通过设备读取你的脑电波图，然后查找这个P300脑电波信号，当看到熟悉的信息，比如邻居、PIN码和信用卡图片后，你的大脑就会发出P300信号。当捕捉到这个信号，科学家就可以猜测出你的个人敏感信息了。因此，这种技术并不能直接让黑客获取你的信息，但可以获取充分的分析数据来窃取你的信息，但这并不是说黑客能够直接读取你的思想，目前这种场景还只可能出现在科幻电影中。
四、关于未来的脑波科学的畅想
在科幻小说《三体II：黑暗森林》中，三体人的大脑思维对外界是全透明的，像一本放在公共场合的书，或者说是在广场上放映的电影，或者像一个全透明鱼缸里的鱼，完全暴露，可以从外界一览无遗。当三体人相互之间面对面交流时，大脑思维直接进行显示，所交流的一切都是真实的。三体人与三体人之间互相直接读取大脑内容的交流方式更直接有效率。作为技术发展程度远超过地球人类的宇宙另一存在物种，三体人的大脑直接交流方式也代表了一种未来的方向，脑与脑之间直接交流，甚至不需要经过脑机接口即能获取、控制对方的意念和思想，脑与脑之间直接对接、到达、存取。当地球人类的技术爆炸到一定程度时，是不是也会有如此简单直接的交流方式呢？
当然，在此之前，人类需要首先阻止三体危机的发生。因此，在面临强大的敌人三体危机时，人类提出的“面壁计划”中的一位执行者希恩斯和他的脑科学权威妻子山杉惠子领导的大脑神经元网络对人的大脑做了一些前沿的研究，他们发现，判断人的思维拥有特定的神经冲动传输模式，借助强大的计算机，可以从浩瀚的神经元网络中检索和定位这种模式，在星海中查找某种特定的位置构图。但在大脑宇宙中，这种构图是动态变化的，所需的计算量比前者要大几个数量级，也只有最新的超级电脑才能做到。希恩斯夫妇借助当时的技术进步，利用全息显示器显示大脑云图，如同在浩瀚的星海中呈现受试者的大脑，每一个脑神经元就是一颗星星，每颗星星向周围放射状伸出的细细的触须，无数触须完成了星星间错综复杂的联接，人脑就像一个无限大的网络结构，在全息云图中呈现最真实、最细致的脑神经活动。将人脑放大成星空中的网，去探寻、洞察、研究、模仿人脑就成了唾手可得的事情。
尽管这是科幻小说中的想象，但是可以预想得见，尽管对人脑的研究未到达这部科幻小说的程度，然而伴随着全息显示和量子通信技术的发展，借助于全息图像的展开，和量子计算机的超强计算能力，当脑机接口能够承载如浩瀚星海般的数据运算时，脑波识别技术将如探囊取物，为人所用，为人所控。
