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      掌控風(fēng)向的掘金腦機(jī)

      2023-12-22 21:23:49張鳳玲
      中國品牌 2023年7期
      關(guān)鍵詞:接口技術(shù)腦機(jī)大腦

      張鳳玲

      腦機(jī)接口的發(fā)展究竟能給品牌帶來哪些機(jī)遇,又存在著哪些問題?

      腦機(jī)接口,可以讓很多事情化腐朽為神奇。

      讓殘疾人用機(jī)械臂唱歌,讓失語者說話,讓失聰者聽到聲音……

      現(xiàn)在,腦機(jī)接口,就是大腦和計算機(jī)之間的接口,通過人腦與計算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換,讓AI或計算機(jī)來輔助人腦工作。

      腦機(jī)接口技術(shù)究竟是什么?它為什么能讓科學(xué)家如此癡迷?在這一領(lǐng)域,有哪些技術(shù)方案,它們各有什么特點,又都存在著怎樣的問題?腦機(jī)接口的發(fā)展究竟能給品牌帶來哪些機(jī)遇,又存在著哪些問題?

      為何被青睞

      所謂“腦機(jī)接口”,就是指在人或動物大腦與外部設(shè)備之間創(chuàng)建的直接連接接口,其目的是用來實現(xiàn)腦與設(shè)備的信息交換。

      這里所謂的“直接”,指的是不依賴于正常的由外圍神經(jīng)和肌肉組成的輸出通路,實現(xiàn)“腦”和“機(jī)”之間的直通。

      簡而言之,探索大腦的歷程。印象里,對腦機(jī)接口最著名的描寫莫過于1999年上映的系列電影《黑客帝國》。

      電影中,以人類黑客尼奧為首的“人類反抗組織”歷經(jīng)波折回到現(xiàn)實世界,才發(fā)現(xiàn)自己此前一直處在虛擬空間,所依賴的乃是插在腦后的一根電纜。

      是什么原因讓腦機(jī)接口技術(shù)有如此的魅力,讓科學(xué)家和商業(yè)大佬等都決心在這個領(lǐng)域投入大量的資源呢?

      其主要原因還是其巨大的潛在應(yīng)用場景。

      具體來說,如下幾個方面的應(yīng)用場景是十分值得期待的:

      第一個場景是幫助殘障人士以及行為障礙者進(jìn)行康復(fù)。

      在現(xiàn)實中,有大量的人具有各種各樣的殘疾,或因中風(fēng)、癲癇等疾病而行動不便。針對這一部分人,腦機(jī)接口技術(shù)可以幫助他們更好地控制身體或者義肢,從而達(dá)到幫助他們康復(fù)的目的。

      事實上,在實踐中,人們很早就將腦機(jī)接口技術(shù)用于這一用途。

      比如,幫助聽障人士恢復(fù)聽力的人工耳蝸,其實就是一種非常成熟和普及的腦機(jī)接口設(shè)備,只不過由于它過于常見,所以常常不被人們和具有科幻色彩的腦機(jī)接口聯(lián)系在一起。

      很多時候,人們的聽力障礙,其實是大腦聽覺區(qū)域與耳朵相連的神經(jīng)通路出現(xiàn)了問題,而人工耳蝸就是一個外接機(jī)器,它能將接收到的外界聲音轉(zhuǎn)為電信號,并將它進(jìn)行轉(zhuǎn)換后傳導(dǎo)到大腦聽覺神經(jīng)。

      這樣一來,腦、耳之間損壞的神經(jīng)通路就得到了恢復(fù),患者的聽力也就可以恢復(fù)正常了。

      當(dāng)然,現(xiàn)在腦機(jī)接口的應(yīng)用已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了人工耳蝸的程度。

      科學(xué)家們正在致力于將其應(yīng)用在漸凍癥、高位截癱、失語癥等嚴(yán)重的運動感知功能受損疾病,嘗試幫助這些患者恢復(fù)健康。

      以漸凍癥為例,這是一種慢性、進(jìn)行性神經(jīng)系統(tǒng)變性疾病。

      患上這種疾病的人會逐漸出現(xiàn)肌肉和骨骼無力、肌肉萎縮等癥狀,最終失去行動能力。

      到現(xiàn)在為止,人們依然沒有找到治療漸凍癥的有效方法,這就意味著我們只能眼睜睜看著患者逐步被“凍住”。

      幸運的是,隨著腦機(jī)接口技術(shù)的發(fā)展,人們似乎在傳統(tǒng)治療方法之外,找到了另一條攻克漸凍癥的道路。

      第二個場景是教育。借助于腦機(jī)接口,老師可以更好地對學(xué)生注意力值狀況做到實時了解,并據(jù)此調(diào)整教學(xué)策略?,F(xiàn)在,市場上已經(jīng)有不少初創(chuàng)企業(yè)盯準(zhǔn)了這一應(yīng)用領(lǐng)域。

      第三個應(yīng)用場景是娛樂。

      例如,在VR游戲當(dāng)中,人們可以借助腦機(jī)接口,在不借助其他外部設(shè)備的情況下更好地對游戲角色進(jìn)行操控。這樣,就可以更好地提升游戲的沉浸性,讓玩家獲得更好的體驗感。

      從功能上看,腦機(jī)接口設(shè)備主要要解決兩個問題:

      一是接收神經(jīng)元發(fā)送的信號,并由此推斷出其中包含的信息。根據(jù)需要,人們可以對這些信息再編碼并進(jìn)行輸出(例如像盧西爾那樣操控樂器,或者對機(jī)器進(jìn)行控制)。

      二是對神經(jīng)元進(jìn)行刺激,從而通過神經(jīng)元來影響身體某些部位的行動。這兩種任務(wù)都可以通過不同的方式來實現(xiàn),而不同方式在實現(xiàn)效率上存在著很大的差異。

      目前,人們通常會把腦機(jī)接口技術(shù)按照其是否需要侵入大腦,以及侵入的程度分為非侵入式、侵入式,以及半侵入式三類。

      品牌們卷入

      根據(jù)公開資料顯示,全球腦機(jī)接口的市場規(guī)模在2021年達(dá)到了15億美元,預(yù)計到2027年,全球腦機(jī)接口市場規(guī)模將達(dá)到33億美元,約合238億元人民幣。

      國信證券預(yù)計,腦機(jī)接口相關(guān)市場規(guī)模在2030-2040年期間可達(dá)700億-2000億美元。

      數(shù)據(jù)顯示,截至2023年4月,全球有1394起腦機(jī)接口相關(guān)融資事件,大多投融資以種子輪和A輪為主。

      現(xiàn)在,許多投資機(jī)構(gòu)開始注意這一賽道。

      腦機(jī)接口市場規(guī)模已經(jīng)達(dá)到了萬億級別,掀起了“軍備競賽”。

      從技術(shù)來看,捷報連連:

      華米與中科大共建腦機(jī)智能實驗室;

      首例自主研發(fā)介入式腦機(jī)接口完成動物試驗,只需進(jìn)行微創(chuàng)手術(shù);

      在南開大學(xué)段峰教授團(tuán)隊牽頭的全球首例非人靈長類動物介入式腦機(jī)接口試驗中,研究團(tuán)隊讓介入式腦電傳感器通過猴子的頸靜脈,進(jìn)入矢狀竇,到達(dá)運動皮層腦區(qū),手術(shù)后研究團(tuán)隊成功采集并識別到非人靈長類動物介入式腦電信號,實現(xiàn)了動物對機(jī)械臂的主動控制。

      技術(shù)出行之后,產(chǎn)品也出現(xiàn)了,現(xiàn)階段主要醫(yī)療和助老。

      企業(yè)展的產(chǎn)品,包括腦控打字系統(tǒng)、腦控復(fù)健設(shè)備、輔助睡眠腦機(jī)設(shè)備、能夠監(jiān)測精神狀態(tài)的安全帽等,都已有腦機(jī)接口這一技術(shù)的影子。

      目前,我國在腦機(jī)接口的專利申請數(shù)量激增,全球占比達(dá)35%。

      在范式編碼技術(shù)方面,全球?qū)@暾埩拷鼛啄瓿尸F(xiàn)急劇增長的發(fā)展態(tài)勢,當(dāng)前范式編碼技術(shù)專利主要來源于中國、美國、韓國和日本。在信號解碼技術(shù)方面,中國和美國都是重要的腦機(jī)接口技術(shù)原創(chuàng)地和目標(biāo)市場所在地,腦機(jī)信號解碼專利數(shù)量明顯具有優(yōu)勢。

      更重要的是,腦機(jī)接口技術(shù)已經(jīng)上升到國家戰(zhàn)略。

      我國“十四五”規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)都將“腦科學(xué)”列為與生命健康和人工智能同等重要的國家戰(zhàn)略性前沿科技與研究方向。

      其中,“十四五規(guī)劃”中針對腦科學(xué)等前沿領(lǐng)域設(shè)計了“一體兩翼”的戰(zhàn)略,其中“一翼”便是類腦科學(xué),利用腦科學(xué)研究來推動類腦人工智能、類腦計算、腦機(jī)接口等與人工智能相關(guān)的新技術(shù)的發(fā)展。

      發(fā)展障礙

      需要指出的是,雖然腦機(jī)接口的技術(shù)已經(jīng)取得了很大的進(jìn)展,并且具有十分廣闊的想象空間,但是距離真正的大規(guī)模商用,它可能還需要跨越很多的障礙。

      在這些障礙中,有一些是技術(shù)性的。比如,被認(rèn)為可以更好傳輸信息、實現(xiàn)腦機(jī)溝通的侵入式設(shè)備通常需要開顱植入。

      在這個過程中,手術(shù)的安全性、術(shù)后的后遺癥,以及設(shè)備維護(hù)等,都存在著不小的問題。 因此,如果品牌們想讓人們可以放心地使用類似的產(chǎn)品,還需要對技術(shù)進(jìn)行很多改進(jìn)。

      除了技術(shù)障礙外,更大的障礙來自于倫理方面。

      第一是隱私問題。

      借助于腦機(jī)接口,研究人員可以從神經(jīng)元的活動來直接解讀佩戴設(shè)備人員的所思所想,自然也就有機(jī)會去窺探他們的各種隱私。如何才能保證人們在使用腦機(jī)接口時,不被任意窺探隱私,會是一個十分現(xiàn)實的問題。

      第二是精神控制問題。

      通過腦機(jī)接口技術(shù),人們不僅可以窺探他人的思想,更可以直接對他人的思想和行為進(jìn)行干預(yù),甚至還可能篡改人們的記憶。如果使用不當(dāng),這一技術(shù)將會成為可怕的思想控制工具。

      如何預(yù)防這一情況的出現(xiàn),也是一個亟待解決的問題。

      第三是不平等問題。

      從理論上講,借助于腦機(jī)接口技術(shù),人可以對某些器官的能力實現(xiàn)增強(qiáng)。

      因此,富有的人就可能花錢來對自己的能力進(jìn)行強(qiáng)化,從而讓自己成為一個能力不同于常人的超人。這樣一來,財富上的不平等就會進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為生理上的不平等。

      如果開刀,那么,腦機(jī)接口能代替人類思考嗎?

      腦機(jī)接口能代替人類思考嗎?

      比如,通過腦腦接口對大腦的特定部位實施特殊頻譜信號刺激,達(dá)到干擾和控制大腦思維活動的目的。

      一個最直白的例子是,在劉慈欣的科幻小說《三體》中,面壁者希恩斯研發(fā)了一種“思想鋼印機(jī)器”,對使用者神經(jīng)元某一部分進(jìn)行控制,減少其大腦思維決策的過程,使其對某個輸入“不假思索”地作出判斷,從而植入“人類必勝”的堅定信念。

      綜上所述,如果要實現(xiàn)腦機(jī)接口技術(shù)的大規(guī)模商用,除了克服技術(shù)上的障礙之外,品牌們還需要找到以上這些倫理問題的破解之策。

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