ElonMusk的明星效應,疊加讓人驚豔的科幻色彩,以及行業本身巨大的想像空間,腦機互聯行業或許將迎來一輪爆發狂潮。
文丨費雪
編輯丨張麗娟
來源丨投中網
「如果我們忘掉自己是人的話,做豬也是一種不錯的選擇」,Elon Musk表示。
在8月29日這場15 萬人在線觀看的直播中,Elon Musk發布了傳說中的Neuralink腦機交互設備,並向大家展示了三隻植入腦機晶片的小豬:
一隻小豬正佩戴著植入的腦機接口設備,工作人員給它餵了很多零食,然後被進入了一個小黑屋,幾分鐘後,這隻小豬活蹦亂跳地跑了出來。
同時,一邊的顯示器顯示,這隻豬的腦電波快速地波動,並且響起了叮叮咚咚的聲音。Elon Musk說,這證明這隻小豬很快樂。
自從去年Neuralink系統首次對外露出以來,我們對腦機接口有了初步的認識:通過手術機器人,向大腦植入不到頭髮1/10細的細線,然後通過細線傳輸腦電波信息,實現大腦與外界的人機互動。
今天,Elon Musk帶來了更加確切的結論:「根據醫學研究最新進展,腦電波數據是可以受到控制的。目前Neuralink通過收集超過15萬人的數據,證明在大腦中植入晶片是可行的。」
其實,不僅是Elon Musk,在美國矽谷,在中國高校內,對腦機的研究已由來已久,一系列創業公司也相繼湧現,腦機互聯已被認為可能完全顛覆鍵盤滑鼠的模式,成為下一代人機互動方式。
Elon Musk在三隻小豬身上實驗成功
在此次發布會上,Neuralink推出了最新的可穿戴設備LINK V0.9。該設備配備1024個頻道,能夠感應溫度和氣壓,讀取腦電波、脈搏等信號,支持遠程數據無線傳輸。
在尺寸方面,這款設備直徑 23mm,寬度 8mm,可置於顱頂位置,開顱部分為一個硬幣大小。
接下來,Elon Musk展示了用於收集使用者數據的手術機器人。
Elon Musk表示,手術機器人能夠發射脈衝,完成開顱、植入感受器、黏合等所有步驟,整個過程都是全自動的。機器人可以對大腦進行圖像識別,避免對大腦的潛在傷害,尤其是對神經元的傷害。
他強調,這款機器人是真實有效的,並不是虛擬的。
有了植入設備和手術機器人,植入便是時間問題。此前,Elon Musk曾在去年的發布會上,稱將在2020 年第二季度完成人體實驗,但最終在三隻小豬身上完成了實驗。
在現場,馬斯克帶來了三隻小豬,這三隻實驗豬之前接受過外科手術,由手術機器人將最新版的Neuralink設備植入大腦。Elon Musk介紹,其中一隻小豬被植入設備已有2個月,但生活質量並未受影響。
根據發布會上的演示,這些豬的大腦活動可以通過無線傳輸到附近一臺電腦上,讓在場所有人員看到當馬斯克撫摸它們的鼻子時,這些豬的大腦神經元有所反應。
「神經元就像線路,你需要某種電子產品來解決電子問題」,在豬身上進行試驗後,Elon Musk進一步稱,這項技術在解決腦損傷和其他疾病方面具有非常大的潛力。按此前的目標,Neuralink 將來能解決視障、聽障、阿爾茨海默症、帕金森氏症等與腦部損傷密切相關的疾病,讓患者重獲對世界的感知。
針對腦損傷病人,或許未來可以通過閱讀、翻譯病人的腦電波,幫助他們恢復肢體功能,還可能通過Neuralink打遊戲。
最後,Elon Musk表示,Neuralink正在招募材料、電力、醫學、化學、獸醫、軟體、可穿戴設備等背景的人才,Neuralink目前有100多號員工,希望最終的規模達到1萬。
下一代人機互動方式
1963 年,英國醫生在癲癇病人身上無意間做到了腦機接口技術的第一次完整實現;隨後在2016 年,腦機接口人體實驗首度成功。
同時在2016年,Elon Musk與8位聯合創始人共同創辦Neuralink,團隊成員來自麻省理工、杜克大學和IBM等,囊括了一批神經科學領域的著名學者。
事實上,隨著研究的進步,腦機接口技術已經不再陌生了,並不再是科幻電影才能實現的,已經是一門重要的前沿科技,其未來的實際應用方向也逐漸清晰。
中金科技認為,短期來看,非侵入式接口與AR/VR等技術相結合,可能成為鍵盤、滑鼠、觸控螢幕之後下一代人機互動方式。長期來看,侵入式接口能夠準確的捕捉大腦各個部位發出的信號,幫助傷殘人士恢復對肢體的感知。
未來,甚至可能像阿凡達,X-Men等科幻電影中一樣,通過腦機接口實現和機器人結合,打造超級人類。
在過去很長時間內,人類通過鍵盤和滑鼠與機器溝通。從最初的鍵盤+文字,到PC時代的鍵盤+滑鼠+圖形、智慧型手機時代的觸控螢幕,再到VR/AR時代通過手勢及眼部活動完成交互,但這些依然處在鍵盤滑鼠的基礎範式上。
而腦機互聯,則可能完全顛覆鍵盤滑鼠的模式,成為下一代主流作業系統,成為下一代人機互動方式。
腦機接口可以直接捕捉大腦各部位產生的電信號,將電信號處理後用於控制電子設備,優勢在於信息種類多、反應速度快,目前已有相關的進展和應用。
比如,被Facebook收購的CTRL-Labs,已經實現了捕捉肌電信號與腦電信號結合,並完成設備控制。
目前,CTRL-Labs已經把該技術用於筆記本電腦控制,能夠在不作出任何動作的情況下操作滑鼠和鍵盤。在併入Facebook的虛擬實境部門後,未來其能夠把腦機接口技術與Oculus VR結合,優化用戶體驗並減少VR所需活動空間。
此外,非侵入式接口還能對人進行神經反饋訓練,強化某一頻段腦電波達到增強反應目的。該技術已經被美國軍方用來訓練士兵的認知和決策能力。
再往前推進一步,侵入式接口能夠使傷殘人士恢復感知,有望打造超級人類。
通過手術將電極植入大腦內部,實現高精準度信號監測,主要應用在醫療領域,能夠幫助脊髓或四肢損傷患者控制義肢。
根據NeuraLink提出的腦機接口解決方案,其能夠實現單個神經元監測,在微創植入的優勢在於:減小創口面積,約為傳統侵入式創口的1/20;高帶寬,最多能夠監測超過10000個神經元,是Utah array的10倍以上。
目前,國內在侵入式腦機接口較為領先的研究機構,包括浙江大學和北京腦科學與類腦研究中心的團隊。2020年初,浙江大學附屬醫院就完成了國內首例Utah array電極植入,幫助病人實現日常生活行動。
另一方面,國內公司在非侵入式接口研究較為成熟,其中,BrainCo的專注力頭環產品在2017年已經正式上市,並且已在全球多個國家推廣。博睿康科技在2017年推出數字腦電圖機和事件相關電位系統等設備,實現了腦電採集及分析等功能。
巨頭和創業公司湧現
Elon Musk的明星效應,疊加讓人驚豔的科幻色彩,以及行業本身巨大的想像空間,腦機互聯行業一躍成為社會熱點。
艾瑞諮詢發布的報告指出,要真正實現腦機互聯,背後有一系列相關產業的支撐。腦機行業並不是由一家企業可以支撐的龐大產業。
實際上,在矽谷,腦機接口的商業化探索已經持續了多年,巨頭紛紛提前布局;在國內,也有大佬和創業公司躍躍欲試。
除了Elon Musk,同樣是在2016年,陳天橋將半生心血盛大公司私有化,砸十億美金轉身投入腦科學研究;同時,扎克伯格也在Facebook F8大會上宣布了其一直以來低調的腦機接口計劃。
美國在類腦晶片的研究上開始較早,2014年IBM曾推出業內首款類腦晶片TrueNorth。2017年,英特爾發布了類腦晶片Loihi。
高通於2015年推出的人腦模擬計算平臺Zeroth曾在業界引起過巨大的震動,原因在於它可以實際應用在手機和平板電腦等設備上。
此前,高盛還展示過一個裝載有Zeroth的機器人,它能夠在逐步地學習和輸入的基礎上做出正確的決策,而決策能力正是一種更加高級的智能。
在中國的學術界,高校相繼成立「腦科學與類腦智能研究中心」,借鑑人腦機制以攻關人工智慧技術。同時,國內也出現了一批專注類腦晶片研發的創業公司,包括靈汐科技、西井科技、AI-CTX、達爾文晶片等。
80後創業者、曠視科技CEO印奇曾在接受採訪時表示,「十年之後我有可能會做點別的,我對腦科學比較感興趣,那個時候也有一些財富的積累,可能去做腦科學的研究是一個蠻享受的事情。」
2019年,韓璧丞的腦機接口公司BrainCo的「賦思頭環」一經推出便引來不少關注。
BrianCo方面告訴投中網,「除了賦思頭環與智能假手之外,公司目前還在研發更多類似Facebook的『意念打字』的基於腦機接口技術的產品。」
在BrianCo看來,腦機接口技術雖然冷門,但技術卻十分驚豔,他們相信隨著腦機接口技術應用的普及,未來將會催生百億、千億級的市場。
「在未來幾年,在腦電信號採集與識別(比如,意念打字)、腦機接口與AI的相互融合、以及對大腦相關疾病的治療(比如ADHD、阿爾茨海默病等)上都會有長足的進步。」
2018年,另一位腦機創業者王曉岸創辦了腦機接口公司腦陸科技,目前已經在大健康領域實現了部分腦機接口產品的落地。
王曉岸告訴投中網,腦科學並非一個科幻概念,「實際上有很多腦機接口產品已經落地了,尤其是在矽谷、在美國,比如用腦機來催眠,還有在大健康領域的一些應用,比如對抑鬱、老年痴呆、癲癇的篩查。」
她以安全帽舉例說明,中國有八千萬的工地工人,腦陸科技和政府合作了智慧工地下的智慧安全帽的項目,如果工人疲勞了或者注意力不集中,智慧安全帽就會報檢。
除了做腦機接口,腦陸科技還推出了類腦決策系統,應用到金融、健康等領域。王曉岸告訴投中網,宏觀來講可以分腦科學和計算機科學兩個方向來做,一個是把機器做得越來越強,像天機晶片、類腦決策系統;腦科學則是通過了解人類的大腦機制來實現意念交流。這兩個方向互相讓這個領域越來越強。
在另一家腦機接口創業公司布潤科技CEO陳曉蘇看來,腦機接口目前的商業模式主要有二:一個是面向科研院所和高校。此外,也可以做日常的娛樂,或者為殘疾人提供一些輔助功能。
陳曉蘇告訴投中網,「這項技術在國外的應用其實已經很廣泛,在國內也有一些企業開發腦機產品,如布潤科技自己也在研發提高兒童注意力、減緩抑鬱症患者症狀的產品,只是腦科學研究在國內的認知並沒有那麼深。」
與所有新技術一樣,腦機接口同樣面臨倫理和技術方面的挑戰。
艾瑞諮詢指出,在基礎不產生顛覆性變革的前提下,侵入式腦機是未來腦機互聯領域最大可能的突破者,也是短期內腦科學研究取得進展的必要手段,這也恰恰是腦機行業目前面臨的最嚴重的非科研性問題。
由於侵入式腦機需要開顱手術,將電極穿過顱骨植入到大腦皮層上。首先,腦機產業商業上的成功,必然要依靠醫學,而一個新型的醫學產品想要成功上市,必然要經歷一系列臨床案例的佐證,這是腦機互聯目前無法大規模拓展的關鍵。
此外,腦機互聯還涉及複雜的倫理問題,如果人人都用意念交流,那世界將會沒有秘密可言。
與此同時,腦機接口技術還有可能會帶來不平等的加劇,並不是所有人都有實力能夠擁有這項超能力,它將讓精英階層的優勢得到進一步鞏固。
對此,陳曉蘇表示,計算機仍然在人類的控制之下,並不會出現計算機脫離人控制的現象。腦機接口是對人大腦的增強,而非幹預。