用意念控制電腦,這個(gè)看似瘋狂的構(gòu)想,其實(shí)離我們并不遙遠(yuǎn)。
2022年,馬斯克的Neuralink公司將首次開展人體實(shí)驗(yàn),將芯片植入人類大腦。
01 從老鼠到猴子,腦控技術(shù)就在眼前
就在去年4月,馬斯克旗下的腦機(jī)接口公司Neuralink展示了一段驚人的視頻:一只大腦被植入了芯片的猴子,通過意念玩電子乒乓球游戲。
視頻中是一只名為Pager的猴子,其大腦中被植入了Neuralink的電子芯片。
在視頻的前半部分,Pager學(xué)習(xí)如何使用操縱桿移動(dòng)光標(biāo),并通過面前的金屬吸管喝到香蕉奶昔作為獎(jiǎng)勵(lì)。
在學(xué)習(xí)過程中,芯片會(huì)記錄下Pager的腦電信號(hào),并傳輸給計(jì)算機(jī),用來學(xué)習(xí)、分析、并且預(yù)測(cè)猴子大腦的下一步活動(dòng)。
從視頻2:17開始,研究人員撤掉了操縱桿,發(fā)現(xiàn)Pager依舊可以用意念繼續(xù)控制電腦,順利地玩了下去。
這視頻一經(jīng)發(fā)布,立刻引發(fā)了網(wǎng)友們的激烈討論,有人認(rèn)為它將為癱瘓病人帶來福音,讓人類未來可以用意念交流。
但也有人恐懼它將帶來的后果:“仔細(xì)想想,前景簡(jiǎn)直大到可怕,顛覆一切。”“如果能控制人腦,離毀滅又近了一步。”
而在去年12月初,在接受《華爾街日?qǐng)?bào)》CEO理事會(huì)峰會(huì)的直播采訪時(shí),馬斯克則公開表示,Neuralink將在2022年首度展開人體試驗(yàn),將芯片植入人類大腦。
研發(fā)“人腦芯片”,馬斯克究竟想干什么?
這一切要從“人工智能威脅論”開始講起。
隨著人工智能技術(shù)的不斷強(qiáng)大,越來越多人開始擔(dān)憂它所帶來的負(fù)面影響——馬斯克也是其中一員。
人臉識(shí)別帶來的隱私安全威脅、AI語音合成幫助詐騙犯罪、換臉視頻引起的道德風(fēng)波……這些都還只是我們現(xiàn)在遇到的問題,未來,也許人工智能將會(huì)全面替代人類,造成大規(guī)模失業(yè)、隱私侵犯、失去自由意志、甚至戰(zhàn)爭(zhēng)與種族的終結(jié)。
馬斯克本人是人工智能威脅論的強(qiáng)烈擁躉者,他曾不止一次在公開場(chǎng)合強(qiáng)調(diào):“人工智能將是人類文明面臨的最大威脅。”
不過,馬斯克并不反對(duì)人工智能發(fā)展,他選擇的應(yīng)對(duì)方法是——改造人類,改造大腦,讓人類擁有和機(jī)器一樣的能力。
這就是馬斯克參與創(chuàng)辦Neuralink公司的初衷。
這是一家致力于研發(fā)腦機(jī)接口技術(shù)的初創(chuàng)企業(yè),由馬斯克與一群硅谷科學(xué)家們?cè)?016年共同創(chuàng)辦。截止到目前,Neuralink一共獲得了三輪融資,共計(jì)3.63億美元。
除了馬斯克早期投入的超過1億美元資金外,Neuralink還吸引了來自迪拜風(fēng)險(xiǎn)投資公司Vy Capital、谷歌、Craft Ventures等資本的入局。
與此同時(shí),馬斯克還熱衷于為Neuralink與腦機(jī)接口技術(shù)“站臺(tái)”,除了日常在社交媒體上宣傳自家公司的技術(shù),馬斯克還親自主持Neuralink每年舉辦的發(fā)布會(huì)。
在2019年和2020年,Neuralink分別展示了其技術(shù)在老鼠、小豬身上的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
在2019年的小鼠實(shí)驗(yàn)中,馬斯克展示了在老鼠腦中植入電子芯片的效果。
通過連接到頭部的USB接口,芯片可以將老鼠大腦的電信號(hào)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)當(dāng)中,并通過軟件記錄分析其大腦的活動(dòng)。
而在2020年的小豬實(shí)驗(yàn)中,Neuralink不僅升級(jí)了實(shí)驗(yàn)動(dòng)物、升級(jí)了用于植入芯片的手術(shù)機(jī)器人,更升級(jí)了定制的芯片。
新款芯片“Link 0.9”的設(shè)計(jì)更加精致緊湊,直徑為23mm,大約為一個(gè)硬幣的大小,厚度為8mm,使用時(shí)將植入人類頭骨的小孔中,并且支持無線傳輸,信號(hào)范圍達(dá)到5-10米。
通過Neuralink研發(fā)的外科手術(shù)機(jī)器人,機(jī)器將首先在大腦皮質(zhì)表面插入1024個(gè)5微米寬的超薄電極,信號(hào)會(huì)通過這些電極傳到“Link 0.9”芯片中,再無線傳輸給計(jì)算機(jī)。
馬斯克在現(xiàn)場(chǎng)表示,整個(gè)安裝芯片所需要的時(shí)間不到一小時(shí),而且這一過程是可逆的,對(duì)人體安全無害。
在現(xiàn)場(chǎng),Neuralink展示了三只小豬,一只沒有植入芯片、一只植入了芯片、還有一只植入了芯片后又被取出,三只小豬都身體健康,正常生活。
而通過被植入芯片的小豬,計(jì)算機(jī)可以實(shí)時(shí)觀察小豬的生活狀態(tài)。比如當(dāng)小豬聞到氣味時(shí)、運(yùn)動(dòng)行走時(shí),大腦都會(huì)產(chǎn)生特定的信號(hào)。
當(dāng)然,這一切離馬斯克真正想要的“武裝人類大腦”還有一定距離。目前,Neuralink的階段性目標(biāo)是幫助殘障人士、以及癲癇、焦慮、抑郁癥等患者控制假肢或是修復(fù)感官缺陷。
02 爭(zhēng)議與糾紛
從火星定居到深海隧道,就像馬斯克所有其他天方夜譚的想法一樣,Neuralink的人腦芯片計(jì)劃也受到了廣泛的爭(zhēng)議。
但事實(shí)上,植入大腦電極、讀取大腦信號(hào)的技術(shù)并非Neuralink初創(chuàng)。
這項(xiàng)將人類大腦與外部設(shè)備直接連接的技術(shù)被稱為腦機(jī)接口技術(shù)(Brain Computer Interface,BCI)。這一概念最早可以追溯到半個(gè)世紀(jì)以前,由美國(guó)加州大學(xué)洛杉磯分校的Jacques Vidal教授在1973年首次提出。
通過機(jī)器記錄大腦生理活動(dòng)的神經(jīng)信號(hào),腦機(jī)接口跨越了人類肉體的指令與控制功能,由機(jī)器直接采集、解碼、生成控制指令,實(shí)現(xiàn)人腦與外部世界的直接通訊。
隨后,1988年,L.A.Farwell和E.Donchin提出了日后廣泛使用的腦機(jī)接口范式“P300拼寫器”。
1998年,美國(guó)神經(jīng)科學(xué)家Philip R.Kenned將特制電極植入一位癱瘓病人的體內(nèi),成功實(shí)現(xiàn)了讓病人通過意識(shí)控制電腦光標(biāo)。
1999年,人類首次實(shí)驗(yàn)證明大腦皮層神經(jīng)元群可以直接控制機(jī)械手臂。
2005年,美國(guó)BrainGate團(tuán)隊(duì)更是通過腦機(jī)接口技術(shù),讓癱瘓15年的Cathy成功地用大腦控制機(jī)械手臂,將桌上一杯咖啡握住并送到嘴邊。
2014年,在巴西世界杯的開幕式上,美國(guó)杜克大學(xué)杜克大學(xué)醫(yī)學(xué)院神經(jīng)科學(xué)家Miguel Nicolelis的團(tuán)隊(duì)通過腦機(jī)接口技術(shù)讓一名癱瘓少年重新“站”了起來,并用意念踢動(dòng)了腳下的足球。
去年5月,頂級(jí)科學(xué)雜志《Nature》更是在封面刊登了一次重大突破,患者只需要在大腦中“手寫”出想要的字母,系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)識(shí)別生成文字,平均耗時(shí)只需要0.5秒。
這一研究一經(jīng)發(fā)布,就受到了學(xué)術(shù)界的重大關(guān)注,華盛頓大學(xué)的Tae Seok Moon教授在社交媒體上開玩笑稱:“哇,我比它打得都慢。”
這些科學(xué)進(jìn)展緩慢、嚴(yán)謹(jǐn),并且相對(duì)小眾。與他們相比,馬斯克與Neuralink實(shí)在是有些過分高調(diào),這也因此引來了學(xué)術(shù)界的諸多爭(zhēng)議。
過度包裝、過度宣傳、夸大事實(shí)效果……這些都是馬斯克與Neuralink遭受到的學(xué)術(shù)界質(zhì)疑。與此同時(shí),Neuralink僅僅展示成果,卻從不披露實(shí)驗(yàn)論文、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的行為也讓學(xué)術(shù)界對(duì)其更加不信任。
有著近40年腦機(jī)接口研究經(jīng)驗(yàn),曾主導(dǎo)巴西世界杯癱瘓少年開球的杜克大學(xué)Miguel Nicolelis教授就曾公開表示,馬斯克對(duì)于腦機(jī)接口的宣傳太過玄幻,“我一個(gè)字都不同意。”
他說,“我本人作為腦機(jī)接口技術(shù)的創(chuàng)造者,可以說,像科幻電影和小說里提到的,通過腦機(jī)接口完全實(shí)現(xiàn)意念控制,是不可能的,這沒有科學(xué)依據(jù)。我很遺憾,馬斯克做出這樣錯(cuò)誤的說法。這種說法無助于我們領(lǐng)域的科學(xué)發(fā)展。”
國(guó)內(nèi)腦機(jī)接口企業(yè)BrainCo的創(chuàng)始人韓璧丞也在媒體采訪中表示,“(Neuralink)是工程上的巨大突破,但就實(shí)驗(yàn)本身來說,十幾年前已有諸多腦機(jī)接口實(shí)驗(yàn)室實(shí)現(xiàn)過。”
而馬斯克認(rèn)為的“通過腦機(jī)接口可交流思想”,韓璧丞認(rèn)為再過三十年都難以實(shí)現(xiàn)。
03 “腦科學(xué)”熱潮
即便爭(zhēng)議纏身,但不可否認(rèn)的是,馬斯克與Neuralink的確極大引發(fā)了公眾對(duì)于腦機(jī)接口技術(shù)的熱情。
在2020年7月的發(fā)布會(huì)上,馬斯克就曾表示,Neuralink已被美國(guó)FDA授予“突破性設(shè)備狀態(tài)”,正在籌備第一次人體實(shí)驗(yàn)。
除了將芯片植入大腦,讓癱瘓病人用意念控制機(jī)器這種重度應(yīng)用之外,其實(shí)腦機(jī)接口技術(shù)還有很多其他的用途,有些產(chǎn)品只需要像個(gè)帽子一樣戴在頭上,甚至你現(xiàn)在就能上網(wǎng)買到。
腦機(jī)接口可以分為“侵入式”與“非侵入式”兩種。
比如,Neuralink采用的是侵入式技術(shù),需要用外科手術(shù)將電極植入大腦當(dāng)中。這種方式能夠直接記錄腦電活動(dòng),信號(hào)清晰、噪聲小、而且長(zhǎng)期穩(wěn)定。
而非侵入式技術(shù)則包括腦電帽、近紅外頭盔、磁共振頭線圈等附著在頭皮上的穿戴設(shè)備,它們采集的信號(hào)干擾較多,但是優(yōu)點(diǎn)在于無需手術(shù),安全無創(chuàng),適用于普通民眾。
舉個(gè)例子,清華大學(xué)清華大學(xué)腦機(jī)接口實(shí)驗(yàn)室的“意念打字”項(xiàng)目,就是通過腦電帽采集大腦活動(dòng)信息。
而根據(jù)腦機(jī)接口技術(shù)的應(yīng)用效果,又可以分為“讀”和“寫”兩類。
目前的研究主要集中在“讀”,通過技術(shù)將大腦的電信號(hào)“翻譯”成機(jī)器與人類可以理解的語言,進(jìn)而檢測(cè)大腦活動(dòng),甚至控制外接設(shè)備。
更“瘋狂”的技術(shù)則是“寫”,通過外部設(shè)備對(duì)大腦進(jìn)行寫入與刺激,對(duì)抑郁、焦慮、癲癇等病癥進(jìn)行治療,甚至在未來進(jìn)行人腦增強(qiáng)等研究。
近年來,腦機(jī)接口技術(shù)的研究規(guī)模正在快速增長(zhǎng)。
根據(jù)Allied Market Research數(shù)據(jù)顯示,2020年,全球腦機(jī)接口的市場(chǎng)規(guī)模已經(jīng)達(dá)到了14.6億美元。
同時(shí),截至2020年,全球范圍腦機(jī)接口相關(guān)專利技術(shù)已經(jīng)超過2000件,相關(guān)專利申請(qǐng)量排名前4位的國(guó)家分別是中國(guó)、美國(guó)、韓國(guó)、德國(guó)。其中中 美申請(qǐng)量分別占全球39.4%和34.7%。
除了仿生義肢、癱瘓控制、意念打字、病癥治療等醫(yī)療領(lǐng)域應(yīng)用外,也有部分企業(yè)在進(jìn)行腦機(jī)接口非醫(yī)療領(lǐng)域應(yīng)用的探索。
比如,國(guó)內(nèi)企業(yè)腦陸科技推出家用助眠智能腦機(jī)交互頭環(huán)BrainUp、BrainCo推出兒童教育專注力提升系統(tǒng)Focus、澳大利亞SmartCap公司通過在棒球帽內(nèi)植入電極實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)用戶疲勞狀態(tài)等等。
雖然專利申請(qǐng)數(shù)量較多,但是我國(guó)腦機(jī)接口技術(shù)還在起步階段,整體發(fā)展水平低于歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家。
其中,美國(guó)在理論、方法、實(shí)踐等方面領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)十分明顯,絕大多數(shù)侵入式腦機(jī)接口研究集中于美國(guó)。
▲腦機(jī)接口技術(shù)國(guó)內(nèi)外主要研究機(jī)構(gòu)來源:《腦機(jī)接口技術(shù)在醫(yī)療健康領(lǐng)域應(yīng)用白皮書(2021年)》
美國(guó)政府在1989年率先提出了“腦科學(xué)計(jì)劃”,并把20世紀(jì)最后10年命名為“腦的10年”。
奧巴馬政府更于2013年宣布了推進(jìn)創(chuàng)新神經(jīng)技術(shù)大腦研究的“腦計(jì)劃”(BRAIN Initiative),并宣布于未來12年間共投入45億美元用于研發(fā)。
而在我國(guó),“中國(guó)腦計(jì)劃”也自2016年開始啟動(dòng),主攻方向包括:以探索大腦秘密并攻克大腦疾病為導(dǎo)向的腦科學(xué)研究,以及以建立并發(fā)展人工智能技術(shù)為導(dǎo)向的類腦研究。
在十四五規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要中,人工智能和腦科學(xué)也作為國(guó)家戰(zhàn)略科技力量加入其中。
大腦,作為人體最奇妙的器官,人類對(duì)它的探索從未停歇。
也許正應(yīng)了比爾·蓋茨那句名言,“人們總是高估未來一兩年的變化,卻又低估未來十年的變革。”
在馬斯克、Neuralink、與其他一眾科學(xué)家的努力之下,“人腦芯片”也許在不久之后便會(huì)成為現(xiàn)實(shí)。
人類若真的與機(jī)器相伴相生,“公平”“道德”“自由”“平等”的概念,也許都將被重新定義。
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