硅谷“鋼鐵俠”馬斯克剛剛上演了一場(chǎng)腦機(jī)接口秀，本周二，扎克伯格的Facebook也火速拋出了腦機(jī)項(xiàng)目研究新進(jìn)展：將人腦的思維解碼為文字語(yǔ)言。
腦機(jī)接口，一個(gè)看似很“賽博朋克”的技術(shù)，正在被推向新的發(fā)展高潮，而我們正在將科幻故事變成現(xiàn)實(shí)。
Facebook腦機(jī)項(xiàng)目，讀懂你的大腦
兩年前的F8大會(huì)上，F(xiàn)acebook首次對(duì)外展示了“大腦打字”項(xiàng)目，目標(biāo)是通過(guò)非侵入式硬件創(chuàng)建一個(gè)無(wú)聲語(yǔ)言系統(tǒng)，能夠直接從你的大腦讀取信號(hào)來(lái)打字，速度可達(dá)每分鐘100詞，是人們?cè)谥悄苁謾C(jī)上打字速度的五倍。
隨之而來(lái)的是不少神經(jīng)科學(xué)家的質(zhì)疑，因?yàn)閷⒛X電波轉(zhuǎn)換為文字已經(jīng)是技術(shù)難題，更何況要快于我們的打字速度。
據(jù)了解，這項(xiàng)研究早期是由Facebook的創(chuàng)新硬件部門Building 8負(fù)責(zé)，這個(gè)神秘的團(tuán)隊(duì)有超過(guò)60名科學(xué)家和工程師，他們分布在UC San Francisco、UC Berkeley、霍普金斯醫(yī)學(xué)院、霍普金斯大學(xué)應(yīng)用物理實(shí)驗(yàn)室等機(jī)構(gòu)中。
去年12月，F(xiàn)acebook對(duì)其進(jìn)行了重組，把腦機(jī)項(xiàng)目轉(zhuǎn)移到了Facebook Reality Lab團(tuán)隊(duì)（原Oculus Lab團(tuán)隊(duì)）。
本周二，由該團(tuán)隊(duì)贊助的加州大學(xué)舊金山分校研究人員將最新研究結(jié)論發(fā)表在《自然通訊》（Nature Communications），結(jié)果表明系統(tǒng)可以準(zhǔn)確解碼佩戴設(shè)備的人聽(tīng)到和說(shuō)出的對(duì)話詞和短語(yǔ)。
實(shí)驗(yàn)中，如果參與者聽(tīng)到有人問(wèn)“你喜歡聽(tīng)哪種樂(lè)器”，參與者會(huì)在錄制大腦活動(dòng)時(shí)回答“小提琴”或“鼓”等幾種選擇之一，系統(tǒng)利用腦部活動(dòng)來(lái)判斷參與者是否在聽(tīng)或說(shuō)，然后嘗試解碼這些語(yǔ)音。據(jù)統(tǒng)計(jì)，該系統(tǒng)可以達(dá)到61％至76％的準(zhǔn)確度。
主要作者和加州大學(xué)舊金山分校神經(jīng)外科教授Edward Chang表示，到目前為止，系統(tǒng)只能識(shí)別一組非常有限的詞匯。
圖 ｜ Edward Chang
目前，研究人員與三名正在接受癲癇治療的患者合作測(cè)試這項(xiàng)技術(shù)。不過(guò)，F(xiàn)acebook腦機(jī)接口計(jì)劃的研究總監(jiān)Mark Chevillet表示，“我們沒(méi)有任何實(shí)際的產(chǎn)品計(jì)劃，因?yàn)檫@項(xiàng)技術(shù)是早期階段的研究。”
相較之下，馬斯克的腦機(jī)項(xiàng)目Neuralink野心更大：2020年之前將Neuralink的技術(shù)在人體上進(jìn)行測(cè)試，“通過(guò)‘與AI的融合’來(lái)增強(qiáng)大腦，讓人類與人工智能形成共生關(guān)系。”
學(xué)術(shù)界＋商業(yè)公司合力，新藍(lán)海即將出現(xiàn)
無(wú)論是上世紀(jì)80 年代英美電視節(jié)目中的著名虛擬人物超級(jí)麥克斯，還是把人的思維全盤拷貝到一個(gè)最新款的人形機(jī)器人上，圍繞人的大腦和神經(jīng)元的技術(shù)總是充滿了神秘的吸引力，除了科技狂人馬斯克和社交達(dá)人小扎之外，還有不少初創(chuàng)公司在路上。
在2017年發(fā)布的一份《中美首份腦機(jī)接口行業(yè)分析》報(bào)告中，列出了當(dāng)時(shí)最受關(guān)注度的部分腦機(jī)接口公司。
國(guó)內(nèi)的話，互聯(lián)網(wǎng)早期風(fēng)云人物陳天橋表示要投入10億美元用于腦科學(xué)探索；哈佛大學(xué)的華人博士韓璧丞此前在哈佛大學(xué)創(chuàng)立了Brainco，試圖攻克腦機(jī)接口領(lǐng)域最難的兩個(gè)領(lǐng)域：腦電信號(hào)的意識(shí)解析、自適應(yīng)算法（人與算法機(jī)器的相互識(shí)別）。
目前，腦機(jī)接口主要分為侵入式、部分侵入式和非侵入式三種類型。侵入式需要往大腦里植入神經(jīng)芯片、傳感器等外來(lái)設(shè)備；非侵入式通常是通過(guò)腦電帽接觸頭皮的方式，間接獲取大腦皮層神經(jīng)信號(hào)，包括腦電圖（EEG）、功能性磁共振成像（fMRI）等。
通常情況下，非侵入式腦機(jī)接口設(shè)備會(huì)偏向于消費(fèi)級(jí)產(chǎn)品，比如和VR＼AR硬件配合使用。侵入式的則更專注于研發(fā)高精度的腦電測(cè)量設(shè)備，產(chǎn)品針對(duì)臨床和科研級(jí)別的。
不過(guò)，當(dāng)前腦機(jī)接口技術(shù)的真正進(jìn)展，還是來(lái)軍方和科學(xué)家。比如美國(guó)國(guó)防部高級(jí)研究計(jì)劃局（DARPA）自20世紀(jì)70年代以來(lái)就一直為腦機(jī)接口研究提供資金，最新的N3腦機(jī)接口項(xiàng)目，目的是在非手術(shù)的情況下實(shí)現(xiàn)大腦和系統(tǒng)間的通信。
今年4月，加利福尼亞大學(xué)舊金山分校的科學(xué)家在自然雜志上發(fā)表了一種由神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動(dòng)的新型BCI，它可以讓患有癱瘓或中風(fēng)的人以自然語(yǔ)音的速度進(jìn)行交流，平均每分鐘150個(gè)詞，這項(xiàng)研究的主要作者Edward F． Chang也是Facebook腦機(jī)項(xiàng)目最新研究的主力研究人員。
隨后的6月，卡內(nèi)基梅隆大學(xué)與明尼蘇達(dá)大學(xué)的研究人員使用非侵入式腦機(jī)接口，開(kāi)發(fā)了有史以來(lái)第一個(gè)能用意念控制連續(xù)追蹤電腦光標(biāo)的機(jī)械臂。
在腦機(jī)接口的研究上，我們研究的步子越來(lái)越快。
同時(shí)，根據(jù)研究機(jī)構(gòu)Allied Market Research的研究報(bào)告，全球腦機(jī)接口市場(chǎng)預(yù)計(jì)在2020年將達(dá)到14．6億美元，從2014至2020年的年復(fù)合增長(zhǎng)率為11．5％。學(xué)術(shù)界接二連三的科研成果發(fā)布加上商業(yè)公司的快速推進(jìn)，正在讓腦機(jī)接口成為一個(gè)潛力巨大的商業(yè)市場(chǎng)。
最后：
處于初期發(fā)展階段的腦機(jī)接口技術(shù)本質(zhì)上還是為了“增強(qiáng)”或者“恢復(fù)”人自有的一些功能，這一點(diǎn)和當(dāng)前的外骨骼機(jī)器人等產(chǎn)品又有著異曲同工之妙。
兩年前，一名因脊髓損傷而癱瘓的64歲男子在使用腦機(jī)接口（BCI）以每分鐘8個(gè)字的速度打字時(shí)創(chuàng)下了紀(jì)錄。
這兩年時(shí)間，國(guó)內(nèi)外也陸陸續(xù)續(xù)涌現(xiàn)出不少優(yōu)秀的腦機(jī)接口研究團(tuán)隊(duì)，但是人類的大腦皮層有上百億個(gè)神經(jīng)元，每個(gè)神經(jīng)元又包含數(shù)個(gè)到數(shù)萬(wàn)個(gè)分支，構(gòu)成龐大精細(xì)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。如何準(zhǔn)確地解碼出這些超大規(guī)模神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)外釋放的信號(hào)仍舊是瓶頸。