最近,我们见证了“疯狂”的第一步。“狂人”马斯克大手一挥,一款可以实现意念控制的脑机接口机器进入我们眼帘。
你能想象某一天,人脑可以和电脑结合,人类可以像浏览微信和微博一样欣赏脑中的记忆吗?英剧《黑镜》就讲过一个关于记忆芯片的故事,每一个人都在耳朵后面植入了芯片,任何人都可以录制脑中的记忆。想看的时候就拿“遥控器”把记忆调出来看,无论哪一年,哪一天的记忆,随时都可以翻出来场景再现。现实生活中,我们距离《黑镜》中描述的场景还很远,但脑机接口的研究步伐正在加快。
脑机接口,简单说就是用意念控制机器。这意味着人与机器的主要交互方式,除了手工输入,以及近几年兴起的人工智能语音交互之外,还可以直接通过大脑向机器发指令。据今日俄罗斯报道,当地时间 16 日晚,马斯克宣布旗下 Neuralink 公司已经开发出一套脑机接口系统:利用一台神经手术机器人向大脑内植入 4-6 微米粗细的线,就可以直接通过 USB-C 接口读取大脑信号,甚至可以通过 iPhone 进行控制。
三大核心技术
众所周知,马斯克向来以满脑子的未来创意出名。他大胆地实施了许多关乎人类前途的项目,为了地球可持续发展的电动车特斯拉;为了人类寻找备份定居点的 SpaceX ;面向人工智能技术研究的 OpenAI ;此外,还有今天介绍的,关乎人类自身进化的脑机接口研发公司 Neuralink 。目前的脑机接口技术可以分为两类,一类为非侵入式,比如戴上可以采集脑电波的头盔或帽子;还有一类为侵入式,比如在大脑中植入芯片,马斯克刚刚发布的 Neuralink 首款产品就属于这一领域。
早在半个世纪前,科学家就有了将芯片植入大脑的想法,只不过相关技术一直不太成熟。目前现有的两种方案都存在着不小的弊病,一种运用硬金属或半导体,但由于尺寸过大,在植入大脑时容易引发免疫反应,从而影响到设备的功能和长期使用;另一种运用极细的多电极聚合物管线,虽然体积小,但缺点是坚硬度不足,难以直接植入脑内。所以针对上述现有技术方案的瓶颈,Neuralink 进行了三项重大创新。
首个重大突破是灵活的“线”,这些线的宽度大约是 4 到 6 微米,宽度只有人类头发四分之一。与脑机接口现在使用的材料相比,这种“线”对大脑造成损伤的可能性较小。根据当天发布会现场 Nerualink 研究员的描述,由于神经外科机器人能够借助计算机视觉和镜像进行精准操作,96 根极细的管线在植入大脑时,并不会破坏血管,大大降低对大脑的损害,Nerualink 的研究员还提到,由于管线非常细,因此这些管线在植入后会随着大脑组织一起移动而并不会对大脑组织造成破坏。
Neuralink 的细线非常灵活,植入大脑的难度无形中提高数倍。为了解决这一问题,Neuralink 开发了一种每分钟自动嵌入 6 根线(192 个电极)的神经外科手术机器人。从外形上看,这个机器人很像显微镜和缝纫机的混合体。事实上,这个机器人的工作确实和缝纫机类似,它一针一针地将线植入大脑,还可以精确地避开血管等其他组织。
除了上述两大创新,Neuralink 还开发了一种定制芯片,来更好地读取、清理和放大来自大脑的信号。这款芯片比人的手指还要小很多,很适合植入人体。“从线上收集到的脑电波信息会通过芯片无线传输到人身体之外的接收器上,就像手机的蓝牙一样,”马斯克表示。根据 Neuralink 在老鼠身上的实验显示,通过头部的 USB-C 端口收集,该芯片提供的电流大约是目前最好的传感器的 10 倍。
价值何在?
在马斯克看来,人类的大脑需要接入互联网,这样才能让我们的物种能够跟上现代科技发展的步伐。事实上,很多科幻作品中的脑机接口概念都有可能成为脑机接口的应用场景。比如电影《阿凡达》中,主人公利用一个机器直接将自己的心智移植到了另一个非人类身体上,随心所欲地操控这具非人类的身体;还有动漫作品《刀剑神域》中,通过头戴游戏机,直接登陆进入全新的虚拟世界,在这个虚拟世界里把思想转化为有形的动作或无形的情感。
Neuralink 新产品的发布,仿佛让人看到无数科幻世界中的场景就要成为现实。可惜现实很残酷,脑机接口技术还处于起步阶段,《黑镜》《阿凡达》《刀剑神域》中的场景离我们还非常遥远。在昨天发布会现场,一向高调张狂的马斯克,也以一种不寻常的低调口吻说,今天发布会的主要目的是吸引更多优秀的顶尖人才加入,共同面对接下来的挑战。
短时间看来,脑机接口技术最可能实现的场景还是帮助脑神经受损以及身体残缺的特殊人群。如今,脑机接口技术早已超越科幻,渐渐逼近现实。今年 1 月份,《Science》杂志上发表了一项关于利用大脑信号进行语音合成的研究。研究人员选取了五位癫痫病患者作为研究对象,手术时在其听觉皮层上植入电极,他们将电极输出的数据转换成计算机生成的语音,然后使用神经网络将其重建为人类能够听懂的单词和句子。统计数据现实,仅医疗领域的癫痫病患者就有 6000 万,如果每个患者都使用便携的脑机接口设备,以每人每年平均一万人民币支出计算,这就是几千亿人民币的市场。
此外机器外骨骼领域也有着强烈的需求。2014 年巴西世界杯开幕式,一名腰部以下瘫痪的少年,通过脑机接口技术控制的机器外骨骼从轮椅上站起来,向前迈出几步,踢出了世界杯的第一脚球,极大的鼓舞了那些身体残缺的人们。若是世界上所有身体残疾的病人,都能用上通过脑机接口技术控制的机器外骨骼,这个社会该变得多么美好。无数人可以重新进入社会工作,无数个家庭也会因此重获新生。
结语
马斯克总是有着常人无法理解的看法,偏偏每次他都能引领未来。当今世界,人工智能技术飞速发展,人工智能在认知能力、计算能力和智力水平上逐渐追上甚至赶超人类。电影《黑客帝国》中人工智能反噬人类的情景未尝不会发生。马斯克大力推进脑机接口技术,通过大脑与机器的结合强化我们的身体与大脑,实现人脑与数字的交互。这样不但能杜绝人工智能的隐患,还有可能塑造更高程度的人类文明。脑机接口,未来值得期待...