脑机接口商业化有多远?电子皮肤=元宇宙?六位全球顶尖科学家这么说…

林志佳

林志佳

· 11月11日

2021年腾讯WE大会上,六位全球顶尖科学家分享了天体物理、脑机接口、深海探索等科学领域的最新突破。

2021年5月20日,美国匹兹堡大学展示了一位瘫痪患者接受脑机接口治疗研究的监测过程。(来源:science)

2021年5月20日,美国匹兹堡大学展示了一位瘫痪患者接受脑机接口治疗研究的监测过程。(来源:science)

“脑机接口的商业化是一个非常重要且复杂的问题,其中会遇到很多困难与挑战,这就需要非常特别的人真正关注这些(科学)问题并予以投资。如特斯拉CEO埃隆·马斯克(Elon Musk),他的Neuralink正在真正对行业和世界产生巨大影响。”

11月7日举行的2021年腾讯WE大会上,有包括谢诺伊在内的6位全球顶尖科学家与观众分享了天体物理、脑机接口、深海探索等科学领域的最新突破。斯坦福大学教授、脑机接口专家克里希纳・谢诺伊(Krishna V. Shenoy)接受钛媒体App等采访时表示,马斯克Neuralink团队推动了脑机接口行业的发展,让许多相关公司有可能获得资金,使脑机接口技术被更多人重视。

谢诺伊强调,芯片对于这一脑科学研究的作用十分重要。人脑中约有860亿个神经元,目前我们却只能记录其中的几百或几千个。但随着纳米科学和其它工程材料学的发展,他认为未来人类有能力对几百万个神经元进行记录。通过“光遗传学”光学方式研制出可植入人脑的超低功率治疗系统。这些系统无需有形的电线,只需要微电子芯片植入大脑浅皮层就可实现。“脑机芯片作用以及集成电路行业发展是十分重要的。”

“我们将一个指甲盖大的芯片通过神经外科手术植入大脑外层,让芯片来聆听单个神经元的电活动。当一个神经元想和另一个神经元沟通时,就会发出一种微弱的电子脉冲,被称为动作电位。一个神经元想与不同方向的神经元进行沟通时,它的动作电位会相应地变化。”谢诺伊表示,对于局部神经损伤的患者来说,脑机芯片组件就是用来进行实时的数学计算,实现信号传递反馈工作,让脑机接口技术能够正常运行。

马斯克再成争议焦点,谢诺伊与“脑机接口之父”唱反调

2021年4月,马斯克在社交媒体上表示,他的公司Neuralink已在一只猕猴的大脑中植入了两套微小的电极,利用脑机接口技术,使得这些电极的信号以无线方式传输,然后由附近的计算解码,使用脑机芯片通过心灵感应,让猴子轻松玩乒乓球电子游戏。而Neuralink希望2022年在人类身上测试其设备,让瘫痪的人能够操作计算机。

一个月后的2021年5月,马斯克的这一愿望在谢诺伊带领的美国斯坦福大学团队的研究成果中实现了。

5月14日,英国《自然》(Nature)杂志以封面文章形式刊登了谢诺伊团队的意念手写脑机接口研究成果。该团队通过一名65岁的女性肌萎缩性脊髓侧索硬化症(ALS)患者用“意念”写字,将手写的最快打字速度提升到了每分钟90个字符,非常接近健康人在智能手机上打字的平均速度(115个字符/分钟),而实时准确率也超过了99%,从而实现了脑机技术领域的突破。

对于脑机接口商业化问题,谢诺伊在接受钛媒体App等采访时表示,这一技术的商业化依然存在包括无线蓝牙系统和低功率、植入安全性、以及美国FDA认证三个重要瓶颈,而马斯克的做法让更多投资者关注,推动了脑机接口技术落地进程。患者则可以从新的技术系统中受益,甚至有望实现与计算机的互动反馈行为。

不过,“最强大脑破译者”谢诺伊对马斯克的上述褒奖言论,与去年腾讯WE大会上,“脑机接口之父”、杜克大学医学院神经生物学教授 米格尔·尼科莱利斯(Miguel Nicolelis)的观点恰恰相反。

尼科莱利斯旗帜鲜明反对马斯克的做法。他直言,马斯克关于脑机接口的意念控制、记忆上传甚至永生之类的话,只是一种营销策略。这种话对脑机接口领域的科学发展,毫无益处。“他说的话我一个字也不同意。”(详见钛媒体App前文:《一文读懂腾讯WE大会:7位科学家“解密”人类未来》

谢诺伊在本届大会演讲中指出,过去十年,机器学习和AI的研究与进步极大地提升了这些解码算法的性能,并催生了全新类型的解码算法,比如打字解码算法。而脑机接口正是通过分析每一环节的神经活动,来“解码”这一运动过程。

对于脑机接口技术在未来多久可以大规模应用,谢诺伊仍持保守态度,他认为首先在工程、材料的层面还有许多问题需要突破;在基础科学层面,人们还未厘清不同的信号是在人脑的什么部位被编码的以及如何被编码的,这一问题也涉及人类精神生命的核心;最后,大规模应用之前还应与社会公众有充分、积极的沟通。此前也有公众提出,机器是否有可能写入一些“错误信息”给大脑,技术需要中立,合规问题仍需交给社会。

谢诺伊强调,脑机接口技术是否会被滥用也是一个道德问题,人类必须意识到这一点。科学界、医学界、各国政府领导人和公众需要进行公开对话,共同努力去理解如何善用事物,而不是将其用于坏事。

做个电子皮肤就能实现元宇宙?权威专家驳斥扎克伯格:他不懂物理

本届WE大会六位演讲嘉宾中,除了谢诺伊之外,还有两位2020年诺贝尔物理学奖得主——数学物理学家罗杰·彭罗斯(Roger Penrose)与德国天体物理学家莱因哈德·根泽尔(Reinhard Genzel)。一位全球“柔性电子技术之父”、美国西北大学约翰·罗杰斯(John A. Rogers)教授;一位宾夕法尼亚州立大学材料与工程学杰出教授王朝阳;以及“万米深海操控软体机器人”背后创造者、浙江大学教授李铁风。

其中,罗杰·彭罗斯通过数学计算解答了黑洞形成的问题,并于2020年凭借“发现黑洞的形成是对广义相对论的普遍预言”获诺贝尔物理学奖。他与斯蒂芬·霍金(Stephen Hawking)共同发展出彭罗斯-霍金奇点定理,奠定了现代宇宙论的数学基础。他在演讲中分享了数学在广义相对论和黑洞研究的应用。

另一位去年获得诺贝尔物理学奖的演讲者,是德国天体物理学家、美国加州大学伯克利分校物理学教授莱因哈德·根泽尔,凭借先进设备对银河系中心观测长达数年,最终笫一个获得确切证据,证明银河系中心存在一个质量巨大的黑洞,验证黑洞存在。他在演讲中详细讲述了该观测研究的全过程。

这是两位诺奖得主首次在中国境内举办的会上进行演讲。

美国西北大学约翰·罗杰斯(John Rogers)教授则分享了“电子皮肤”的最新成果。他研发的用于监测新冠病毒侵袭、儿童生命体征状态的电子皮肤,已经在全球五大洲的23个国家临床应用。

罗杰斯对钛媒体App表示,柔性屏幕在电子产品上的普及,不单纯是材料或者技术上面的障碍,更多的限制来自于用户的消费需求,“我觉得当它作为一个必需品,而不是锦上添花的东西时,它可能更有意义,说到底要看谁是真正需要这些柔性屏或者柔性材料应用的人”。

在被问及Facebook利用电子皮肤宣扬“元宇宙”时,罗杰斯对钛媒体App表示,Facebook就是一家软件公司,他(马克·扎克伯格)不懂物理。对于该公司要发展硬件,他也并不太看好。

11月2日,原Facebook联合创始人、现Meta AI首席执行官马克·扎克伯格表示,该公司研究人员与卡内基梅隆大学的科学家一起创造了一种厚度不到3毫米的可变形塑料“皮肤”ReSkin,利用新型触摸传感器和这一“电子皮肤”协同工作,有可能支持最近火热的“元宇宙”(Metaverse)技术发展。

“从学术角度来看,我们需要做的是不同、新的、疯狂的猜想研究,这种基于触觉的皮肤电子产品,会对人类产生全面影响。但Facebook作为一家软件公司,我真的不认为他们试图做硬件,这种尝试不是很有效。”罗杰斯对钛媒体App表示,Facebook做了很棒的软件产品,而这就是他们应该做的全部。从根本上来说,Facebook只是软件公司,他们团队也只懂领导软件,电子皮肤这物理科学研究,不管是Facebook,还是Meta团队,都不是他们的强项,也许扎克伯格团队应该寻找合作伙伴,或者是产生类似的东西。

不过,他也强调,无论过程如何,这些决定属于Meta团队,他不应该评论太多。尽管有一些意见想法,但他依然认为,Meta那里有很棒的人才,也许未来会有好的事情发生。

对于“电子皮肤”的商业化问题,罗杰斯告诉钛媒体App,在医疗、新能源、光纤设备、消费级产品当中,电子皮肤都能很好的应用,这一研究并不只在实验室和论文中实现,商业化是团队工作的组成部分,能不能产生社会和经济效应是十分重要的。

罗杰斯强调,西北大学科研团队利用电子皮肤技术实现的监测防晒产品,今年销量有望突破300万,明年也会有300万人购买。但他也认为,电子皮肤技术还应该走的更远一些,把眼光放的长远一点,这一技术的商业落地才刚刚开始。

实际上,电池和储能是新能源时代和智能社会最重要的基础技术之一,在未来十年将迎来巨大的创新机会。王朝阳在接受钛媒体App采访时表示,对于宁德时代发展钠离子电池技术,他认为“钠离子是磷酸铁锂电池的备胎”,而非未来核心电池技术,储能才是钠离子的应用场景。

“85后”的浙江大学教授李铁风是本届WE大会最年轻的演讲嘉宾。继2019年获得科学探索奖后,他在今年3月凭借“万米深海操控软体机器人”的科研成果,登上国际顶级期刊《Nature》封面。他在演讲中表示,中国科研团队对于未来有一个大胆的设想,就是把首个潜入马里亚纳海沟10900米深处的中国软体机器鱼应用在星球或太空探索中。

根据腾讯官方给出的数据显示,自2013年起,腾讯科学WE大会已连续举办9届,共邀请近80位世界顶尖科学研究者登台,包括13位数学物理学家、15位生命科学家及10位天文和地学家;累计近8000万人次通过线上及线下方式参会,2020年观看大会直播的用户超过2500万。

腾讯对前沿科学研究科普不断加码。11月10日,腾讯控股(00700.HK)董事会主席兼首席执行官马化腾在三季度财报上表示,由于新的监管环境变化,腾讯集团将积极投资于重点战略领域及前沿科技,并作出新的承诺投入共同富裕项目。“展望未来,我们致力为用户提供卓越的体验,助力企业实现数字化运营,以及为整体社会作出贡献。”

上周,腾讯控股高级副总裁汤道生在“2021腾讯数字生态大会”上表示,目前已有三款自研芯片取得进展;面向业务需求强烈的场景,腾讯有着长期的芯片研发规划和投入。

马化腾强调,公司拥有大量的技术和能力来探索和开发“元宇宙”,认为只要用户体验符合监管要求,预计中国会支持“元宇宙”的发展。

(本文首发钛媒体App,作者|林志佳)

本文系作者林志佳授权钛媒体发表,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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