人工智能技术再探索,脑机接口有望掀起新热潮

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张自炯
2023-05-22

从当前人工智能的技术路径和应用发展来看,笔者预测,不久一项跟AI紧密相连的前沿技术——脑机接口,将迎来新一波的科技应用热潮。

而中国,正走在行业技术研发的前沿

近段,ChatGPT掀起的人工智能话题,热潮一波接一波。在技术产业化的落地过程中,人类技术的发展,可谓后浪推前浪。

继2021年埃隆·马斯克创立的一家初创企业把一块微芯片植入了猴子的大脑,实现靠自己的意念玩电子游戏等。2023年5月4日中国科学家更上一台阶,在北京成功实现全球首例非灵长类动物介入式脑机接口实验,帮助猴子实现脑控机械臂。它的先进之处在于从“侵入式脑机接口”升级为“介入式脑机接口”。在技术路线上有更可靠的应用价值。

而在昨天(5月20日)刚刚闭幕的天津世界智能大会上,展示了更多国产脑机接口的应用。包括以后我们写文章,依靠脑机接口技术可能用眼睛盯着键盘便可实现,而不再需要手打敲键盘。

当下,国内越来越多的脑机接口技术得以应用落地。

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脑机接口引领下一波技术热潮


对于脑机接口技术,我们可以从字面理解,即:“脑”+机“+”接口”。作为人工智能领域热门研究方向,脑机接口同样是十分前沿的技术路径,甚至是当前神经工程领域中最活跃的研究方向。其技术应用前景十分广泛。

人类大脑通过外周神经和肌肉组织实现信息输出,而脑机接口,简单说,便是通过采集大脑数十亿神经元活动产生的脑电信号,通过大数据计算将其转化为可以被计算机识别的信号指令。这样就使得人类大脑(也包括其他动物的大脑)与外部设备之间建立起了一种新型的实时通讯与控制的系统。从而实现大脑与外部设备的直接交互,这便是脑机接口技术应用的工作原理。

脑机接口是一个涉及生物医学、心理学、计算机科学、神经科学等学科的交叉研究领域。像大多数人类科技的应用一样,脑机接口技术不是突然被发明,而是持续被迭代。尤其最近数十年发展迅速,不断取得新的突破。

面对脑机接口捕捉脑波信号的精度及安全性等技术发展瓶颈,随着大模型应用时代的到来,脑机接口技术有望实现更高级功能应用。如更细致、准确的信号监控与控制,通过脑机接口实现更加自然的语音交互等。而与大脑以更适配方式采集脑波信号的技术正加速迭代。

例如,国内研发团队已经研发出了多种诱发模式相结合的脑控技术,并得以实践应用:把脑机协同技术应用在无人机编队智能控制,脑机协同机械臂智能控制,及自动驾驶的车机辅助等。

令人期待的“意念控制”一旦得以产业化应用,ChatGTP、机器人等AI工具,将可为脑机接口落地应用提供数据处理和智能交互系统的构建。


新技术逻辑下的酷炫应用,必将迎来关注热潮

探讨该项技术的市场应用,有必要回溯一下它的伟大发现。1924年,德国精神科医师汉斯‧柏格(Hence Berge)首次发表脑电波图。后来,人类逐渐发现人脑有五种不同频率的脑波,且它们会随大脑皮质层发出的信号变化而交替出现。这就为脑机接口的应用创造了条件。

医疗领域脑机接口技术正显现出其极其重要的应用价值。其可编程高密度神经刺激芯片的应用,将微型电极植入到患者的神经系统中,通过电刺激来治疗各种疾病。使得这项技术有望帮助残疾人士恢复运动能力、在治疗神经系统疾病等方面发挥重要作用。

依此类推,在教育、艺术、娱乐甚至军事等领域,脑机接口都具有不可估量的应用价值。同时,脑机接口技术也在为虚拟现实、游戏、航空航天等领域提供更为先进的技术路径和场景应用的解决方案。

这项前途无量的技术,自然少不了大咖的关注——在2020年8月29日,Space X及特斯拉创始人埃隆·马斯克就发布了最新的脑机接口设备,并展示了在猪的体内植入该设备后,可以清晰读取猪的脑部活动信息,而小猪也没有任何异常。马斯克声称,该设备已获得FDA许可,未来将会进行人脑实验。这些惊世骇俗的研究成果让大众“脑洞大开”,也使得脑机接口逐渐由梦想照进现实。

一年之后,2021年7月17日,马斯克召开发布会,宣布成立两年的脑机接口(BCI)公司Neuralink的脑机接口技术获重大突破,他们已经找到了高效实现脑机接口的方法。

根据最新内部信息,多家脑机接口技术企业及研究机构,于2022年已实现了高精度解码和控制,可进行更加复杂的操作。比如控制机器人进行复杂的动作、使用虚拟现实设备进行身临其境的体验、进行更加细致的精神状态监控等。

不妨畅想一下,当早起肚子饿的时候,不用费力去找吃的,而是通过脑波指令下单外卖,然后便可坐等美味上门。如此一来,我们省去了早起做饭,拿手机操作点外卖等时间。可以做更有意义的事情,比如健身、学习等。当然,也许是不用开口便可以跟AI机器人聊天,且机器人不用你一遍遍交代,就能更精准地读懂你心思。

这种场景应用的实现,是不是比通过硬件与智能语音聊天更炫酷?

不过,脑机接口的厉害之处不止于此。在足够成熟的技术路径和安全体系护航下,学校、媒体资讯平台等的存在作用,恐怕会发生改变。因为通过脑机接口可以瞬间向你大脑植入N倍于自我学习的数量级知识体系及存量信息等,人类获取知识和信息的方式会因此而发生改变。

以上是实现起来似乎有点遥远的设想。但人类技术的进步从不曾停止,且正呈现出不被人类自己所左右的发展方向。由此,未来发生改变的,不仅是脑机接口相关的产业,而是整个人类的生活与生存方式。

与此同时,新的问题也会相应产生:比如医疗领域的生理安全问题、伦理问题、网络安全问题、数据隐私等安全问题都成为亟待人类解决的难题。由此也会产生新的个人隐私、安全防护商业模式。

所以,对于脑机接口的到来,人类真的做好准备了吗?

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