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人类可用意念控制机器人,脑机接口能否成为新风口?

摘要: 脑机接口虽是趋势,但前路依然漫长。不过,这仍然不能阻止它的到来。只是在技术发展的同时,人们需要重视相关的法律、伦理等一系列问题,才能够最大限度地保证技术对人类的促进作用。

近日,麻省理工学院下属的计算机科学与人工智能实验室的研究人员开发出了能让思维命令机器的界面。采用脑电图与肌电图结合的方式监测人类大脑活动,将电极连接在头皮上检测人类大脑中的电活动,肌电图则用于测量运动神经元产生的信号,最终实现对机器人更为精准的控制。

实际上,这是脑机接口技术的升级。在人类对此项技术40余年的研究里,愈发臻于成熟,成果层出不穷。这些成果对现实也有很大意义,在医疗、计算机、智能硬件等方面都能够起到重大作用。尤其是对医疗有着重要的推进作用。

脑机接口的重大需求也注定它将拥有庞大的市场。估计巨头们不会放过这个机会。那么,脑机接口究竟有怎样的重要作用?其市场又能达到何种程度?会否成为新风口呢?

脑机接口研究成果斐然,多国致力于连通人脑与机器

脑机接口,也叫“大脑端口”或“脑机融合感知”。它在人脑、动物脑和细胞培养物与外部设备之间建立直接的连接通路。在单向脑机接口模式之下,计算机或接受脑传来的命令,或发送信号到脑,二者不能同时进行,而双向脑机接口则允许脑和外部设备间的双向信息交换。

从上世纪90年代中期开始,人们在脑机接口实验中大有进展。在动物实验的基础之上,应用于人体的早期植入设备逐渐出现,它们可以被用于恢复人类受损的视觉、听觉以及运动能力。

其研究方向是大脑皮层的可塑性,使之与脑机接口相适应,从而像自然肢体一般控制植入的假肢。这种听起来像是只存在于科幻小说中的技术,正随着相关的研究成果的不断出现逐渐照进现实。

此次麻省理工的研究成果使得脑机接口技术发展更进一步。CSAIL团队的算法“错误相关电位”信号是种神经活动模式,它在检测出错误之时就会自动停止工作,使操作员可以基于手势的菜单界面纠正错误。

研究人员表示,该技术结合了脑电图和肌电图反馈的工作,使得人与机器人之间的互动可以被更为广泛地应用。

这项研究的成果甚至包括肌肉的反馈,人们可通过手势来对机器人进行指挥,更大程度上体现细微差别和特异性,这对有语言障碍和行动不便的人或许能产生更显著的效果,因为该技术能够识别人类更加细微的思维和举动。

麻省理工媒体实验室的Hugh Herr教授致力于开发增强人类身体能力的机器设备。他认为,人类正处在将神经系统与已经建好的世界融合的转折点,正在建立融合人类生理学的人机关系,并逐步向这一新时代过渡。

事实上,Herr教授还是一名登山者。但不幸在一次登山时被困在暴风雪之中,因冻伤不得不截肢。在装上仿生义肢后,Herr就致力于研究能够通过脑机接口控制的智能义肢,让身体有缺陷的人使用它们就像使用真正的肢体一样。

除了帮助残疾人之外,脑机接口技术还能以“人体外骨骼”的形态提升人类的运动极限。

国外对脑机接口的研究十分火热,而在中国,关于脑机接口技术的研究也早已开始。

早在2015年,解放军信息工程大学信息系统工程学院就已成立了“脑机协同信息处理”实验室,研究国家863计划课题“面向大规模图像分类的脑机交互技术”。

将电极贴在额头上,然后开始思维,机器人就能够做出相应的前进、后退、抓握等动作。研究人员通过脑电波信号读取人类思想,再用计算机将人类的想法转化成机器人的控制指令,通过无线装置发送给机器人。

其实这个课题从2005年就已经启动了,用了整整10年才正式结项。而其中的“视觉重构技术”也取得了重大突破,人眼看到的画面可以通过电脑进行重组,该技术对于脑手术有着极大的辅助作用,对脑肿瘤、脑血管、癫痫病患者的手术过程有精准的定位作用。

需求催生新技术,而新技术又催生出新行业。在西方,已经出现神经经济学、神经营销学等相关行业,致力于连结科学与人类的生活。

近年来,随着脑科学与认知科学研究连续取得重大进展,欧美和日本等国家相继启动各类人脑计划,中国也全面启动了脑科学计划。

“中国脑计划”是国务院批示的“事关我国未来发展的重大科技项目”之一,主要从认识脑、保护脑和模拟脑三个方向展开。

那么脑机接口目前究竟发展到何种程度?未来还将有怎样的发展呢?

脑机接口或将成为下一个风口,但前路依然漫长

其实,要想知道脑机接口的发展程度,可以从霍金的轮椅升级的不同阶段来看。1985年,霍金因手术丧失语言能力。当时,加州一位工程师为霍金设计了一个叫做“平等器”的电脑程序,此后经过改造,每分钟可“说”出15个单词,还能打印文字。

2005年,霍金丧失了运动能力,包括手指。英特尔创始人Gordon Moore设计了2.0版轮椅, 通过面部肌肉的活动激活辅助系统,以眼球控制红外线发射器,选定在屏幕中轮流出现的英文字母。

到2011年,霍金的病情进一步恶化。英特尔首席技术官Justin Rattner组建了人机交流技术团队,对霍金的设备进行升级,研发了可供残障人士使用的ACAT(辅助情境感知工具包),升级后的2.1版轮椅软件集成了SwiftKey AI预测技术。

关于轮椅,美国航天总署艾姆斯研究中心还研发了一项技术,不仅可以让残障人士自主控制电动轮椅,还能将思想传送到语音合成器,使其替人们发声。

此外,马斯克也致力于研究脑机接口技术。他创办了一家名为“Neuralink”的新公司,专门研究将脑机接口植入人脑的技术。

这种技术不仅仅能控制一些硬件,还能为人类与AI提供交互方式,使人类更好地与人交流,甚至可能取代电视机和媒体,将内容直接输入大脑中。虽然这种技术听起来不太现实,但脑机接口已经开始在医疗方面有所进展。

今年,美国波士顿大学和麻省理工学院已联合发出全新反馈系统,实现人脑对机器人的直接控制,让机器人适应人类思维模式。神经学界目前也在进行Human Connectome Project(人类连接组计划),在此之上建立一张完整的人类大脑图谱。

而在2016年,中国自主研发的轨脑-机交互系统在天宫二号上成功实现了人类首次太空脑-机交互实验。为此后深入开展先进交互技术在轨适应性研究以及技术上的应用起到了重要作用。

由此看来,脑机接口很有可能成为技术上的新风口,尤其是在医疗领域以及强化人体功能方面更是大有可为。

技术实现还需经历这些困难

但在这一技术的进程中,也依然存在一些问题。

人脑是非常复杂的,光是运动皮质人类就难以理解,而脑机接口需要实现残疾人对轮椅、机器人手臂以及电脑等诸多设备的控制。尽管目前技术进步程度很大,但用户依然需要通过长时间的繁琐训练加以熟悉,要让计算机理解个体脑电波的独特活动模式。而要实现这些,仍需要提升机器的学习及运算能力。

此外,要将芯片植入大脑也并不容易。大脑复杂的构造让单独刺激神经元成为难题,因为可能会打乱其他功能。与其他植入物不同的是,这很多时候是出于非医疗目的、在健康人群身上实施的选择性手术。如果稍有不慎,可能就会给接受植入的个体带来许多意外的麻烦。

另外,霍金使用的那类装备都极其昂贵。当然霍金的设备都是官方赞助,也正因如此,没有人能给出一个确切价格。但大致算下来,购买一套需要95万~100万美元,如果继续升级,恐怕这类设备是普通人望尘莫及的,因此也就更加难以进入消费级市场实现商用。

在科技时代,危险随处可见。想想要在脑袋里装一个芯片,这个芯片是否会侵犯隐私权?连智能手机都尚且被视作“定时炸弹”,更遑论植入芯片了。

而且如果未来脑机接口技术得到高度普及,是不是所有人出生的时候都要被强制植入?那么又会产生新的问题。即使有相关法律,又如何能确保它能真正保护人类大脑呢?

霍金曾担心AI会危及人类,马斯克也认同AI威胁论。脑机接口虽是趋势,但前路依然漫长。不过,这仍然不能阻止它的到来。只是在技术发展的同时,人们需要重视相关的法律、伦理等一系列问题,才能够最大限度地保证技术对人类的促进作用。

【钛媒体作者介绍:文/东方亦落】

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本文系作者 最极客 授权钛媒体发表,并经钛媒体编辑,转载请注明出处、作者和本文链接
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评论(4

  • 最极客 最极客   回复  必须来个稳
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    0

    不是新技术,只是不成熟,未来可能成为风口

    2018-06-25 09:48 via pc
    • 必须来个稳 好像不是什么新鲜技术吧……
      2018-06-23 11:07 via android
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      0
  • 好像不是什么新鲜技术吧……

    2018-06-23 11:07 via android
  • 晓风大地 晓风大地
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    0

    意念控制风口

    2018-06-22 22:58 via android
  • 潇湘才雨 潇湘才雨
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    0

    脑机连接

    2018-06-22 22:07 via android

Oh! no

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