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闲看风云 : 马斯克重大突破:脑机接口

2020-08-31  闲杂人馆   |  转藏
   

“就像在脑子里装了一个fitbit(美国一家专门研发穿戴设备的公司),没准儿我现在就带着呢。”“当然可以直接用大脑召唤特斯拉。”“你可以在在脑子里直接表达文字,同样可以控制计算机。”

这不是科幻小说,而是在28日结束的美国知名企业家埃隆·马斯克的脑机接口公司Neuralink发布会现场的对话。

头骨上打个小洞嵌入设备

手术由机器人自动执行

北京时间28日6点40分,马斯克公布了他的脑机科学公司Neuralink的最新进展。这次的发布会,重头戏是展示脑机接口对修复重大脑补疾病的效用。

去年夏天Neuralink展示的第一代产品,是一个戴在耳朵后面的设备。今年产品已经更新换代,小到宛如一枚硬币,可以直接植入到头骨里!

马斯克现场演示了产品的模型。那到底该怎么装设备呢?马斯克说过程非常简单,三步走。

❶头骨上打个小洞 ❷在洞上嵌入Neuralink ❸伤口缝好后,你就直接可以走了。

手术完全由机器人自动执行,整个过程不到一个小时,你早上去医院,下午就可以回家了。马斯克说这个手术过程对神经的伤害几乎可以忽略不计:通过电脑图像,手术机器人可以尽量避开脑部的血管。芯片已成功植入小猪体内,植入后再去除并无异样。

整个演示过程马斯克介绍了四只“猪队友”:

小猪A:没有移植过Neuralink;小猪B:两个月前,移植了一个Neuralink;小猪C:移植了Neuralink又移除了;小猪D:移植了两个Neuralink。

小猪A作为对照组,通过对其他三只猪的对比,马斯克想要向大家展示不管是刚移植过一个Neuralink的猪,还是移植了又移除了Neuralink的猪,还是移植了两个Neuralink的猪,都像普通猪一样开心、健康、热爱生活。

演示的高潮是实时读取并在大屏幕上同步展示小猪B 的脑电波。装在小猪A脑袋里的Neuralink正在读取与它鼻子相关的神经上的电流,每当它鼻子碰到什么,都会有一个脑电波的高峰。

正如马斯克在推特上说的,通过开发一些修复严重损伤的技术,研发出从控制自主运动的大脑运动皮层到位于肌肉群中的微控制器,应该是有可能的。未来,若这项技术得以实现,则可能恢复截瘫和四肢瘫痪患者失去的运动技能。

Neuralink在人类身上的应用可能还需要一段时间,因为该公司仍需通过食品和药物管理局的审核。在那之前,Neuralink工程师将继续开发这项技术。

小到宛如一枚硬币的芯片可以直接植入到头骨里

从生活走向太空

我国脑机接口研究现状如何?

马斯克这次演示意在表明,Neuralink的脑机接口技术正在进步,有望在未来某一天安全地应用于人类。这种脑机接口技术可能会帮助一些身体状况不那么理想的人。

我国的脑机接口研究者对此表示期待。那么,我们的脑机接口技术发展状况是怎样的呢?

脑机接口研究因患者起步

脑机接口,有时也称作“大脑端口”或者“脑机融合感知”,它是在人或动物脑(或者脑细胞的培养物)与外部设备间建立的直接连接通路。简单来说,就是实现脑与机器之间的直接“对话”。该技术能用于教育、医疗,当下正被业内人士热评为“技术上的新风口”。中国科学院院士、中科院脑科学与智能技术卓越创新中心学术主任蒲慕明在接受采访时曾介绍:“脑机接口大致有两类,一种是非侵入式的,即将电极放在头皮上,通过脑波诊断来判断大脑的状态,做疾病的诊断,还可以用脑波来控制外面的机器、外骨骼系统。另外一种是侵入式的,即直接把电极插入到大脑皮层,它可以记录更多、更准确的大脑的反应,进而更好地操纵外面的器械。”马斯克此次在新媒体上宣布的属于侵入式脑机接口技术的应用。

在天津医院康复科的治疗室里,63岁的脑出血患者徐宝钏正在借助天津大学神经工程团队研发的康复机器人系统,依靠运动想象进行手腕功能康复训练。帮助他的康复机器人叫“神工”,核心技术就是脑机接口。

“神工”的“爸爸”是个70后的山东人,名叫明东。1994年,明东考进天津大学精仪学院生物医学工程专业学习。“在读博期间,看到许多截瘫患者后期康复治疗非常困难,当时我就想,如果通过机器采集和读取脑电信号,然后解码输出控制信号,让身体执行,是不是可以为截瘫患者建立新的人工运动神经通路,重新获得运动能力。”

2014年首台适用于全肢体中风康复的人工神经机器人系统——“神工一号”研制成功。融合了运动想象脑机接口技术和物理训练康复疗法,该系统在中风患者体外,仿生构筑了一条人工神经通路,经过模拟解码患者的运动康复意念信息,进而驱动多级神经肌肉电刺激技术,产生对应动作。随后“神工二号”“神工三号”相继研发成功。目前,“神工”已通过国家食品药品监督管理总局(CFDA)检测,在天津、山东多地三甲医院进行临床试验,受益患者数千例。

明东解读:“侵入式与非侵入式两者各有利弊,如果把人的头颅比作一个房间,非侵入式需要克服头发、头皮、颅骨等对信号的重重‘阻挡’;在大脑中植入芯片的侵入式就像在房间里聆听和输出脑语,这种方式虽然听得清晰,但有安全风险。我国科研工作者目前在脑机接口方面的优势研究方向更多集中在非侵入式,我相信随着技术的不断进步,‘屋外’的聆听会和屋内一样清晰,而且更安全。”

给太空探索带来无限可能

在科学研究领域,世界各国都加大了对脑机接口技术的研究。2019第三届世界智能大会上,世界首款脑机编解码集成芯片——“脑语者”面试,它能够采用先进的机器学习算法,对极微弱脑电特征进行精细分辨与快速解码,输出一个指令仅需1.7秒,首次实现了一个108个字符的高速脑机交互系统。2020年2月6日出版的《自然》杂志中称“脑语者”保持了目前头皮脑电BCI在线控制最大指令集的世界纪录。

“有了脑语者芯片的加持,‘神工’可以化作一个体积更小的可穿戴便携设备,可以辅助病人完成更多复杂而精细的肢体动作,如果把颅电磁刺激技术、机械外骨骼技术和虚拟现实技术结合一起,将能帮助到更多的病人。此外,脑机接口技术还能为抑郁症、自闭症、阿尔兹海默症等一系列精神和神经系统疾病的诊断与治疗带来福音。”明东团队骨干、天津大学神经工程中心许敏鹏副教授介绍。

明东团队还通过对大脑运行机制与人机交互的融合,将类脑智能技术从治疗出发开始运用到生活的许多方面。国内首款人感仿生神经系统,目前已成功应用于海尔集团的中央空调系统,空调有了如同人类的“感觉神经系统”,探测有多少人,怎样送风由智能决定。而未来,这一技术将在家庭物联网、居家养老看护等领域迎来更广阔的应用前景。

明东团队的实验系统也走向了太空。2016年,天宫二号和神舟十一号载人飞行过程中,两位航天员完成人类历史上首次太空脑机交互。明东是这套实验系统的主要设计者。此次测试进一步牵引了多项未来中国空间站任务的成功立项开展,从而为我国载人航天工程的新一代医学与人因保障系统提供了关键科学依据与技术支撑。

明东介绍,脑机接口技术有三个发展阶段:脑机接口、脑机交互和脑机融合。目前正由第一阶段向第二阶段发展过渡,未来脑机接口技术,将从目前脑机单向接口,进化为脑机双向“交互”,最终有望实现脑机完全智能“融合”。

脑机接口50年

从“动物脑”到“人脑”的飞跃

1924

德国神经科学家汉斯·伯格用脑电图发现了人脑的电活动

1970

术语“脑机接口”由美国加州大学洛杉矶分校的雅克·维达尔教授提出

2008

美国匹兹堡大学神经生物学家安德鲁·施瓦茨宣称他们创造的脑机接口可以被猴子用来操纵机械臂给自己喂食

2019

埃隆·马斯克宣布成立两年的脑机接口公司Neuralink的脑机技术获重大突破,他们已找到高效实现脑机接口的方法

其实人机交互的概念早就在慢慢发展了。

早在2008年,脑机接口已经有了很大的突破:把动物大脑与外部设备直接相连,并操纵外部设备执行特定的功能,比如取食。

做脑机接口的公司中,创立于2017年的Neuralink的确不是最早的,但可能是最有钱的,也是曝光最多的。在对动物进行了至少19次手术后,Neuralink表示,成功放置在动物大脑中的“线”电路使得动物能够用大脑直接控制机器,系统成功率达到了87%。

上个月,马斯克还在推特上透露,Neuralink能够实现直接通过芯片听音乐的功能,它意味着脑机接口技术将能够绕过耳朵,不需要耳机等设备,通过耳蜗神经将音乐直接送达大脑。

同时,提升人类的学习速率,也是Neuralink的功效之一。就好像黑客帝国当中,插到一个机器上,就可以学习如何开直升机。还有,人机交互可以提升人脑的反应时间。比如你来不及转弯的时候,一个一闪即逝的想法,机器就能帮助你迅速操作方向盘,秒摁急刹车。

Neuralink毋庸置疑是革命性的,这一场赛博朋克式的未来狂想还会带来很多隐忧,将大脑计算机化引发了两个明显的问题:计算机可能崩溃,而更令人担忧的是,计算机可能遭到黑客攻击。如果大脑也遭到黑客的攻击该怎么办?

除非这个领域的安全管理达到一定标准,否则这项技术的商业化还面临重重监管和困难。

马斯克的“脑机”惊呆了众多伙伴的思维,而张召忠也对此表达了自己的看法,称其为第四代工业革命,并称如果这样的技术在现实生活中应用,那么人真的就不用去上学了,通过“脑机”就可以随时随地从“脑机”里面获取信息。

“脑机”的实现及应用,确实让我们的脑洞大开,这无疑是一个大胆的想法,可是在马斯克那里,这项技术已经进行了一年多的试验,而且成功安装在了猪的大脑里,目前,这只试验的动物一切正常。

“脑机”到底是一个什么概念呢?原本你有一个大脑,而脑机又相当于多了一个大脑,不仅有你需要的信息,而且它跟现在的计算机的作用一样,通过芯片,从庞大的数据库里可以获取到更多的知识,而这样的做法到底是科技的进步还是毁灭,还真的不好说,毕竟它虽然有自己的优势,但是同样也有很大的缺陷。

为什么会这么说呢?这个概念其实就跟美国科幻大片中的场景略有相同,芯片和大脑神经连接以后,大脑可以控制芯片,但是芯片背后的庞大的数据库,同样也可以控制大脑,如果一个从数据库传来的命令,很有可能会把一个人的生命瞬间毁灭,当然大家都知道,掌握数据库的一定是研发这项技术的公司,而这个公司也就是对所有装有脑机的人类有绝对的控制权,听着是不是“脑洞大开”呢?

当然,脑机也有他的优势,可以通过计算机,快速获取你想要的知识,只要数据库里有,运行速度和内存足够大,那么它就能满足你大多数的需求,正如同张召忠讲的,如果芯片内没有你需要的资料,可还可以通过星云链来获取,通过WIFI来进行获取,而你也根本不用去上大学、考研究生、考博士、硕士等,通过脑机的功能,你几乎可以达到“神人”。

不过根据报道,马斯克对于“脑机”这项技术的应用将会帮助更多的身体残疾或者帕金森、瘫痪等患者,希望可以帮助他们改变现状,也可以通过脑机对神经进行修复,这样会极大地帮助到人类,最终的应用则会通过脑机,将人类对世界及科学的探索提升到一个更高的层次。

你对“脑机交互”这项技术,怎么看?欢迎留言讨论。


电动工具迷12 小时前优质科技领域创作者

可喜的是中国在脑机研究取得了显著的进展,首先是今年的8月6号西安交大二附院重症医学科联合西安交通大学校机械工程学院使用脑机接口(Brain-Computer Interface,BCI)技术,患者被戴上了"脑电帽",成功让一位高位截瘫失语患者发声"说"出"你好",这是国内非侵入脑机接口的修复语言神经的首例报道。

听我talk科技11 小时前优质科技领域创作者

马斯克的脑洞太可怕了!脑机通过二进制的代码和人脑中的神经信号互通,或将彻底改变人类的生活方式。比如像漫威电影《蚁人》中用意念传达指令,动动脑子就可以了。一旦脑机与5G技术相结合,科幻电影的桥段都将照进现实,甚至还能让人获得“永生”。用脑机读取人类的记忆,就能轻松复制一个。有积极的意义,也有一定的风险。


趣物联13 小时前物联网领域智能检测中心主任 优质科技领域创作者

马斯克的脑机接口又获得进展,看了一部分马斯克的演示,总结了一下关于Neuralink脑机接口的一些关键信息。

1、获得了FDA的许可,这是至关重点的一点,因为通过FDA许可,意味着可以在人体上进行实验,估计下一次马斯克很有可能是将芯片植入到志愿者身上。FDA有要求,就是植入大脑使用的柔性聚合物要在人类体内工作十年(这是 FDA 要求不易拆除植入医疗设备能够坚持的最短时间)。这就说明如果明年在人体上进行测试的话,脑机接口也得要在至少10年后进行商用,这个时间可不能是实验室的理论时间,而是真正的装载时间。

2、尺寸更小了,性能相比上一代提升不少,还可以无线充电,以前是有线的充电方式。如果无线充电技术公布,或将引起业界轰动,这可是真无线充电,非接触式的。

3、脑机接口可支持 1024 个信道,之前只有6-8个。简单理解就是获取1024组从设备上发送出来的信息,而这些信息的类型将根据植入设备中的传感器来决定。

4、利用蓝牙和手机通讯,这说明脑机接口将可以与任何支持蓝牙通讯的设备建立连接,手机、电脑、Pad或是智能电视等设备。

5、目前的医疗条件进行脑机接口的植入,可在一小时内完成,不需要进行全身麻醉,并且当天就能出院,估计未来可能就是打一针就好了。


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