腦機接口的軍事應用，未來戰爭要成為現實了嗎？

2020-09-05 全球技術地圖

腦機接口（BCI）代表了一個新興的顛覆性技術領域，但迄今為止，對該技術的討論在國防和國家安全政策方面仍然較少。蘭德公司的研究發現，隨著美軍越來越多地在軍事活動中應用人工智慧（AI）和半自主系統，腦機接口可以有效幫助其擴展和改善人機協作。但是，由於腦機接口技術的發展還不成熟，開發和採用時也會存在潛在的道德和法律風險，值得廣泛關注並及時採取措施。

用頭腦控制機器聽起來像是科幻電影中才有的場景，但實際上，通過腦機接口技術，已經成為現實。2016年，亞利桑那州立大學（ASU）的工程學教授Panagiotis Artemiadis做了一個關於腦機接口技術的實驗，並用視頻記錄了全過程。視頻中，三架無人駕駛的飛機嗡嗡作響地緩慢升空，並排列成整齊劃一的一字隊型在空中盤旋。

圖片來自YouTube視頻

而在地面上，「飛行員」並沒有手持遙控器操控，他只是從容地坐在那裡，穿戴著一件像泳帽一樣的裝置，用自己頭腦中的思想控制著無人機飛行。這套裝置帶有近130個彩色傳感器，可以檢測被試者的腦電波，並與無人機相連，將大腦信息與無人機互通。

圖片來自YouTube視頻

1 腦機接口是什麼？

腦機接口（brain-computer interface，BCI）是指在大腦與外部設備之間通過雙向信息流提供直接交流途徑的方法和系統。通過這一系統，人們就可以直接通過大腦來表達想法或操縱設備，而不需要語言或動作。

2 腦機接口如何工作？

腦機接口技術使人的大腦和外部設備可以互相「交談」，它使人類能夠直接用思想控制機器，而不受身體的約束。現有和潛在的腦機接口工具均分為侵入性和非侵入性兩種。

非侵入性腦機接口通常使用貼在頭部或頭部附近的傳感器來跟蹤和記錄大腦活動，就像文章開篇提到的類似泳帽的裝置。這些工具可以輕鬆放置和移除，但是它們的信號可能會模糊不清。

非侵入式腦機接口設備

侵入性腦機接口則需要手術將電子設備植入大腦的頭骨下方，以針對特定的神經元集合收集信號。目前正在開發的腦機接口植入物非常微小，卻可以一次接合多達一百萬個神經元。例如，加州大學伯克利分校的一個研究小組創建了僅有一粒沙子那麼大的植入式傳感器——「神經塵埃」。

加州大學伯克利分校的研究人員開發的「神經灰塵」植入式傳感器

再比如，當地時間8月28日，埃隆·馬斯克（Elon Musk）旗下的腦機接口公司Neuralink 發布了最新研究的只有硬幣大小的腦機接口傳感器設備Link V0.9，其直徑為23毫米，厚度8毫米，擁有1024路連接，能夠感應溫度氣壓，並讀取腦電波、脈搏等生理信號，可以置於人腦的顱頂部位。

Link V0.9內部構造

侵入性方法雖然會使大腦與設備之間的信號更加清晰和準確，但是，與任何外科手術一樣，植入傳感器也可能會帶來健康風險。

腦機接口技術起源於上世紀七十年代，經過幾十年的研究，面向運動功能的基於肌電信號的腦機接口技術（多用於假肢）已經有了長足發展；以人工耳蝸為代表的面向感覺功能的腦機接口也大大改善了許多患者的生活。

目前，腦機接口技術仍在持續研發中，蘭德公司近日發布《腦機接口：美國軍事應用及其含義的初步評估》報告，展示了腦機接口技術當前和未來的發展情況，並評估了腦機接口在軍事中的實際應用潛力和潛在風險。

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3 腦機接口在軍事環境中的應用

軍事理論家和實踐者一直稱讚人類的思想是決定軍事成功的關鍵因素。腦機接口在軍事中的應用或將大大提升作戰能力。

當前應用

大多數腦機接口技術目前仍處於早期開發階段，但美國國防部的一些研究展示了腦機接口的潛在軍事作戰應用能力。例如：

1. 藉助腦機接口，可以更好地進行軍方秘密通信，以在軍隊內部和軍隊之間達成共識，提高對戰鬥的集體意識。

2. 腦機接口可以增強軍隊士兵的身體和認知能力，減輕疼痛或調節恐懼等其他情緒。同時，直接接觸士兵的大腦思想還可以幫助軍隊指揮官增進對士兵心理狀態的了解，洞察士兵的情感狀態，了解士兵是否以及何時會出現心理崩潰、精神疾病等。

3. 腦機接口還可以在軍事領域提供醫療支持。例如，截肢者可以通過腦機接口直接控制複雜的假肢，這將有效地幫助截肢者進行康復訓練。此外，研究表明，植入腦中的設備還可以改善阿爾茨海默氏病、中風或其他頭部損傷造成的記憶力衰退問題。

未來應用

英國學者勞倫斯·弗裡德曼教授（Lawrence Freedman）的研究成果展示了近年來關於未來戰爭研究的主要主題，包括混合戰爭的普及率上升，網絡戰爭、機器人和無人機的使用增多以及特大城市和氣候變化的到來，這些都是未來戰爭的縮影。隨著全球各大國加緊開發並部署新的作戰技術，人機合作關係可能會進一步發展，AI也越來越多地融入軍事行動中，這使得未來戰爭的速度大大加快。

實驗室研究表明，腦機接口或許能夠提高人類決策的速度和準確性，幫助未來的士兵在更短的時間內做出更明智的決策，同時與AI進行有效互動以在最短時間範圍內對機器操作決策進行人工監督。在戰鬥中，腦機接口可以「以思考的速度促進多任務處理」「與智能決策輔助程序交互」。

相關焦點

  • 「腦機接口」技術:讓「腦控」成為現實
    神奇科幻正逐步走向現實。這得益於「腦機接口」技術的創新發展，自上世紀70年代「腦機接口」技術誕生以來，經過近半個世紀的發展，如今已能實時捕捉大腦複雜神經信號，並用來直接控制外部設備，使得人和機械可以作為一個生命不同組成部分而共存。人腦思維控制外部物體不再是幻想，電影中的科幻情景已開始大步走進人們的生活。
  • 當腦機接口「從軍」,未來戰爭會變成什麼樣?
    「腦機接口」（BCI）正從科幻走進現實，作為科技的「練兵場」，軍事領域對「腦機接口」的探討和實踐從未停止。「BCI技術大多仍處於研發的早期階段，美國國防部高級研究項目局（DARPA）、陸軍研究實驗所、空軍研究實驗所等機構正在積極研究和資助BCI技術。藉助BCI工具的力量，美軍有可能提高軍人的身體和認知能力。
  • 當腦機接口裝上軍事按鈕
    吳敏文　　「腦機接口」（BCI）正從科幻走進現實，作為科技的「練兵場」，軍事領域對「腦機接口」的探討和實踐從未停止。　　「BCI技術大多仍處於研發的早期階段，美國國防部高級研究項目局（DARPA）、陸軍研究實驗所、空軍研究實驗所等機構正在積極研究和資助BCI技術。
  • 「腦機接口」技術或讓「讀心術」成為現實
    「腦機接口」技術要發展成熟，遇到的核心技術難點包括大腦神經生物信號採集及處理、人機高效協同等。如何高效採集到腦電信號並成功「解碼」，能否將人腦的思維活動轉換為指令信號，都考驗著涉及機械動力、機器學習、神經科學、認知科學、信息工程等相關技術領域的研究水平。 　　還記得在2014年巴西世界盃開幕式上，一名癱瘓少年通過大腦控制外骨骼開出的那一球嗎？
  • 腦機接口將成真?未來戰場或能用意念決勝千裡之外
    「腦機接口」技術或讓「讀心術」成為現實——　　這種堪稱「黑科技」的神奇技術，就是「腦機接口」技術。它通過對腦電波信號的監測，分析推斷人的想法和目的，進而產生對應的調節和控制信號，實現與外界設備的實時交互。　　隨著「腦機接口」技術的日益成熟，未來戰場或將實現士兵大腦與武器系統的直接連接，進一步推動人與裝備的有機融合，此技術或將開啟智能化戰爭的新天地。
  • 美國智庫和軍方積極研究腦機接口技術和設備在軍事上的應用
    如今，類似於這樣的腦機接口技術仍然處於實驗室研究的狀態，但是在未來不久，各種各樣的腦機接口設備和技術則可能出現在市場上或者是未來的戰場上。雖然這些案例看起來很科幻，但是科學家在實驗室已經取得的成果，迫使我們不得不系統地思考這些技術的未來應用以及可能帶來的影響。我們有充分的理由相信，不久的將來，人類在腦機接口技術上的突破，將具有劃時代的意義。二、腦機接口技術如何實現腦機接口技術使得人類的大腦可以和外部的機械設備直接對話，交換信號。
  • 腦機接口技術讓科幻成為現實
    導讀：你希望像X戰警中的X教授那樣擁有精神控制的能力嗎？或者你也曾想過和親人能夠心靈感應呢？最近大腦-計算機對接的進展正在將腦間直接傳遞思想的科學幻想變成現實。過去幾年發表的一系列研究宣告了動物之間、人之間甚至人鼠之間腦活動的直接傳輸。這種「腦腦對接」（BBI）通過連接兩個個體的大腦實現了腦活動的實時直接傳遞。
  • 深度解析「腦機接口」對人類文明產生的影響，你未來會選擇嗎？
    至此人們發現意識是可以轉化為電信號被讀取的，這也成為了日後腦機接口技術發展的必備條件。在通過簡單的學習後，這隻猴子可以通過思考準確的控制儀表，而這隻猴子也成為了第一個真正意義上的腦機接口實驗對象。在其國防部高級研究計劃局開始組建團隊研究腦機接口技術。該局是美國國防部下屬的一個行政機構，專門負責研發用於軍事用途的高新科技負責研發的項目包括雷射武器，狼群情報系統，高超音速飛行器X-37空天飛機，還有美國現役的大部分無人機等一系列頂尖軍事技術。
  • 腦機接口即將來臨，我們準備好了嗎？
    已經成為現實。如今，此類腦機接口（BCI）技術仍在像ASU於2016年在實驗室中開發，此後已移至德拉瓦大學。將來，各種BCI技術都可以出售給消費者或部署在戰場上。頭腦控制的無人機群只是RAND公司研究人員對BCI進行的初步評估中探索的BCI的現實例子之一。
  • 現代生命科技與未來戰爭
    通過非侵入性的腦腦接口或對大腦的特定部位實施特殊頻譜信號刺激，達到幹擾和控制大腦思維活動的目的。二是腦控。通過非侵入性腦機接口，實現大腦對生物目標或物理目標的直接控制。腦科學本身也屬於兩用性研究，在腦機接口、腦腦接口、大腦思維讀取與意念控制等領域的研究逐步深入，讀腦與腦控在不遠的將來有可能成為現實。
  • 從科幻到現實再到生活，腦機接口那些年
    腦機接口的熱議似乎也走向了賽博朋克裡關於「人機」的預言，即所謂的「自由個人」終將成為一個虛構的故事，轉而變為生化算法的組合。而此前，無論是《黑鏡》還是《黑客帝國》都曾從「反烏託邦」的視角討論過「腦機」存在的未來意義。當然，對於腦機接口未來意義的討論是必要的，這關乎人類文明的生長和社會整體秩序的更新，但事實上，大多數腦機接口技術最初其實是作為醫療應用而被開發。
  • 腦機接口技術：正從科幻逐步走向現實
    這些確實是非常的科幻，現在隨著腦機接口技術的發展，科幻有可能變為現實嗎？對此，中科院深圳先進技術研究院腦功能圖譜與行為研究中心首席研究員李驍健博士在芯智訊主辦的「2020第四屆生物識別技術與應用高峰論壇」上表示，要實現這些科幻片中情節並非完全不可能，但是距離實現還非常的遙遠。
  • 馬斯克的腦機接口：當科幻照進現實，帶給人類的是顛覆還是毀滅？
    8月29日，埃隆·馬斯克發布了第二代「腦機接口」產品，號稱「未來已來」的LINK V9.0。其找來「三隻小豬」向全世界展示了可實際運作的腦機接口晶片和自動植入手術設備。馬斯克實現了豬的腦機接口，人類意識上傳指日可待，但這真的好嗎？
  • 從醫學使命到現實真相,腦機接口道阻且長
    腦機接口的熱議似乎也走向了賽博朋克裡關於「人機」的預言，即所謂的「自由個人」終將成為一個虛構的故事，轉而變為生化算法的組合。而此前，無論是《黑鏡》還是《黑客帝國》都曾從「反烏託邦」的視角討論過「腦機」存在的未來意義。當然，對於腦機接口未來意義的討論是必要的，這關乎人類文明的生長和社會整體秩序的更新，但事實上，大多數腦機接口技術最初其實是作為醫療應用而被開發。
  • 腦機接口、人機融合，這樣的未來還有多遠？
    《阿凡達》中的意念操控、《阿麗塔》中人機結合的身體、《黑鏡》中的記憶修改裝置……這些科幻影視中天馬行空的幻想，隨著科學技術的發展，正在一點點地變為現實。當人機互動變為現實，腦機接口會成為人類進化的未來嗎？
  • 陳根：從醫學使命到現實真相，腦機接口道阻且長
    腦機接口公司的頻現，都昭示著曾經被視為科幻的腦機接口如今已照進現實的事實。腦機接口的熱議似乎也走向了賽博朋克裡關於「人機」的預言，即所謂的「自由個人」終將成為一個虛構的故事，轉而變為生化算法的組合。而此前，無論是《黑鏡》還是《黑客帝國》都曾從「反烏託邦」的視角討論過「腦機」存在的未來意義。
  • 2020上海國際腦機接口行業發展應用大會
    腦機接口作為當前神經工程領域中最活躍的研究方向之一，在生物醫學、神經康復和智慧機器人等領域具有重要的研究意義和巨大的應用潛力，近10年來，腦機接口技術得到了長足的進步和飛速的發展，應用領域也在逐漸擴大。
  • 腦機接口有大突破，未來用意念就能開車？
    important}美國當地時間8月28日，埃隆·馬斯克旗下的腦機接口初創公司Neuralink演示了最新一代侵入式腦機接口設備，並展示了三隻大腦植入了該腦機接口的小豬，目前計劃將在安全性測試並獲得許可後進行人體測試
  • 腦機接口有哪些商業應用？
    為什麼要發展商用腦機接口？由於多種原因，BCI被認為具有戰略意義，它代表著潛在的下一代硬體接口，我們控制設備的方式即將迎來重大變革。未來幾年，用人腦控制設備將成為常態。如你所想，就大型科技公司而言，開始準備產品生態系統以實現這一目標至關重要。
  • 馬斯克的腦機接口迎來新進展，令人不安的技術和未來
    而且還有個最大的弊病就是腦機接口自問世以來，也遵循的是摩爾定律，平均7.4年能使可同時記錄的神經元數量翻倍，如果這樣的話，那為了升級不是反覆要拿患者開刀？意念控制目前有很多VR遊戲提供商都在研發非侵入式的腦機接口設備，只需戴上VR設備便可以用意念控制遊戲或者虛擬實境中的一切，極大地提升使用體驗，又或者讓肢體殘疾患者通過意念控制人工假肢做出各種動作，意念控制智能家居等等。