据报道,埃隆-马斯克的理想不仅是开发特斯拉电动汽车、移民火星,同时还有着研发脑机接口的理想。他成立的Neuralink脑机接口公司近日有了新进展,已经有了植入物原型,此前已在动物身上进行了测试。外媒预测,目前看来该公司下一步有进行临床试验的打算,在人身上进行测试。
脑机接口技术被称作是人脑与外界沟通交流的“信息高速公路”,是公认的新一代人机交互和人机混合智能的关键核心技术,甚至被美国商务部列为出口管制技术。脑机接口技术为恢复感觉和运动功能以及治疗神经疾病提供了希望,同时还将赋予人类“超能力”用意念即可控制各种智能终端。通过对人类大脑进行“升级”,还会使我们在拥有人类水平或更高智能的AI面前更具竞争力。我国在脑机接口技术方面也已实现了关键性突破,未来将引领我国脑科学和类脑智能研究实现“变道超车”。
一
是的,你没看错,成立两年,马斯克著名的脑机接口研究公司Neuralink终于发布了其首款产品:“脑后插管”的新技术。
具体来说,通过一台神经手术机器人,像微创眼科手术一样安全无痛地在脑袋上穿孔,向大脑内快速植入芯片,然后通过USB-C接口直接读取大脑信号,并可以用iPhone控制。
马斯克这个“大开脑洞”的方法,可以分为三个步骤:
1、头骨穿刺:马斯克新推出的“打孔器”,可以使用激光在头骨上钻孔,不像以前脑袋打洞,这种办法微创、无血、安全!
看,这就是马斯克使用的打孔器,又名“缝线机”。这是一个神经外科机器人,每分钟能够植入六根线。整个过程,特别像缝纫机。这个“缝线机”可以将一条只有人头发丝1/4粗细的线路植入脑中,同时可以避开大脑血管,避免大脑出现炎症和损伤。
上图就是“缝线机”工作时的样子:用激光在头骨上钻孔,把电线和芯片植入你的大脑。
2、植入芯片:马斯克开发了一种定制芯片,植入大脑后,可以更好地读取和放大来自大脑的信号。
看,这就是马斯克注入大脑的芯片,它的尺寸比手指尖还小。这种芯片要植入四个地方:其中三个位于运动区域,另一个位于感受区域。唯一外置的设备安装在耳后,内含一枚电池。
现在,马斯克已经在老鼠身上实验了,可以通过头部的USB-C端口收集大脑神经元信息。它能从个电极中读取信息,比现有的嵌入人体的系统好15倍。看,这就是探针设备成功插入过程:
3、引出信号:使用一种直径4-6微米,连头发丝的1/10都不到的线,把芯片读取的大脑信号传送出来!
这些柔韧的线实际上是一种用类似玻璃纸的材料来做绝缘体,里面包含有一系列连接微小电极或传感器的导线,看起来就像一串珍珠。
与其他脑机接口中使用的材料相比,它不仅对大脑损害性更小,而且还能传输更多数据。
现在,马斯克正在老鼠身上测试,计划明年将实现第一次人类测试。他们的想法,是把非常小的电子设备植入大脑,再戴上无线装置,让意念发射出去,甚至与iPhone应用程序互动。
它将彻底改变人与机器的交互方式,并进而改变人类自身和社会!
在浓密的云端,科技的惊雷正在酝酿、生成,一场风暴正在扑来!
二
脑机接口,一个最前沿的研究领域。它研究的是在人或动物脑(与外部设备间,建立的直接连接通路,以实时翻译意识,最终做到人类与人类之间、人类与机器之间自由传输思想、下载思维。
正如马斯克团队表明的那样,脑机接口技术正在一日千里地发展。我们已经开始攀登脑机接口四层金字塔,逐级“改造”人类,实现进化。
1、脑机接口第一层金字塔,修复:通过心念操纵机器,让机器替代人类身体的一些机能,修复残障人士的生理缺陷。
在年巴西世界杯开幕式,瘫痪的青年利亚诺平托就是穿了这样庞大、笨重的外骨骼,通过脑机接口踢出了当年世界杯的第一球。
这个技术实现后,人类可以不用说话,只要通过意念,就可以随心所欲地来控制外物,以意驭物!
想想你在未来的某一天,早上醒来,只要你心念一动,灯就开了。心里再默默下个指令,咖啡机就开始自动帮你加热咖啡。懒得动手的话,还可以操控机械臂帮你忙,而这一切,都是由意念帮你完成。以前觉得这只是神话,但现在马斯克这项科技突破表明,这一切都将变成现实。想想,那将是非常棒的一件事。
2、脑机接口第二层金字塔,改善:通过脑机接口,改善大脑运行,让我们时刻就像刚刚睡了一个好觉醒来,精神抖擞、注意力集中、思维敏捷,能够高效清醒高效地去做一件事情。
现在,这项工作已经取得一定成果。比如,美国旧金山就有一个叫SmartCap的公司,他们把脑电图做成了棒球帽。这个产品可以用来缓解卡车司机的疲劳驾驶,提高注意力,减少交通危险。
年,美国ABM公司则通过脑电图脑机接口训练实验者,使新手学习速度比原先提升了2.3倍。
3、脑机接口第三层金字塔,增强:通过脑机接口,让我们短时间内拥有大量的知识和技能,获得一般人类无法拥有的超能力。
记忆移植就是这个领域研究的重点。现在,美国科学家已经发现大脑海马体的记忆密码,开始尝试用芯片备份记忆,然后把芯片植入另一个大脑,实现记忆移植。这个实验已经在猴子身上取得成功。这项技术的终极目的,是通过脑机接口技术,把大量的信息和资料传输到大脑里,或把大脑的意识上传到计算机,最终实现人类意识和记忆在计算机世界的永生。
4、脑机接口第四层金字塔,沟通:有了脑机接口,人类不用语言,仅靠大脑中的脑电信号就可以彼此沟通,实现“无损”的大脑信息传输!
这种脑脑交互,彼此传递的本质是神经元群的活动。不像语言的模糊和词不达意,它是一种彻底的、%的、毫无信息扭曲的“心领神会”。
这件事,现在Facebook的科学家正在研究。他们想让人们思考一些东西的同时,把想法传到他人的皮肤上,让人们通过皮肤“听到”声音,进而实现沟通。
马斯克认为,超级人工智能的崛起只是时间问题,现有人类必将为他们所奴役。为了避免悲剧发生,人类只有一个选择:以毒攻毒,自己成为AI,人机合一,变成超级人类。整个大英博物馆的知识,在未来,可能花不了太长时间,就可以通过脑机交互,进入一个人的大脑。通过脑机接口,一个人也可以成为一个像《超体》里的露西一样无所不能的超级智人。
想想这一幕吧:很可能,在不远的将来,原版人类在超级智人面前,就可能像臭虫面对人类一样无力和脆弱。
三
在国内,侵入式脑机接口技术仍处于较早期阶段。对标马斯克的公司,脑虎科技底气何在?
当下,侵入式脑机接口技术面临“植入创伤大”“通道数不足”“长期记录稳定性差”三大挑战。
从植入方式和创口来看,马斯克的neuralink公司需开颅,由机器人自动植入,创口直径大于2厘米;脑虎科技可以免开颅,半自动植入,创口直径小于0.7毫米。
“我们想把创口直径减小到0.5毫米,临床上一般认为小于0.5毫米,人体就可自愈。”脑虎科技创始人、首席科学家陶虎告诉解放日报上观新闻记者,他们独创的柔性电极可以暂时硬化,在头颅上打个微孔插入脑部后又会变软,因此对大脑的损伤很小。在去年的世界人工智能大会上,这一核心技术获得了最高奖“卓越人工智能引领奖”。
除了减小植入伤口,提高带宽也很重要,带宽越大,读取和调控的神经元就越多。脑虎科技的单器件最高可集成脑电信号采集通路,在体时间长达8个月,相比neuralink略胜一筹。
作为国家首批支持科研成果转化的试点单位,中科院上海微系统和信息技术研究所对脑虎科技给予了大力扶持。依托该所的前瞻战略布局与原创技术积累,脑虎科技在侵入式脑机接口领域完成了核心技术突破以及关键器件制造,已有产品在部分性能上超过了neuralink,已完成动物试验,通过了临床伦理审批,将于今年一季度率先开展人体临床试验。
“人类的大脑就像一个超级计算机,但大脑的功耗只有20瓦,跟一个电灯泡差不多,利用大脑来进行新的探索非常重要。”陶虎说。
“80后”科学家陶虎,是一位科幻迷,自称非典型科学家。他在中科大、中科院获得本科、硕士学位后,前往美国攻读博士和从事博士后研究,年学成回国,如今担任中科院上海微系统所副所长、国家前沿实验室创始主任、传感技术国家重点实验室副主任。
脑机接口技术现在可以帮助治疗病人,比如脑外科手术中进行更精准的脑区定位,帮助瘫痪病人操控机械手等。未来,这一技术是否会成为增强健康人大脑功能的消费级应用?陶虎对此表示乐观:“关键在于,有创脑机接口消费级应用所带来的便利,能否碾压式战胜植入风险。”陶虎解释,这有点像手术治疗近视眼,如果风险和创伤越来越小,效果越来越好,就会有越来越多的人接受。
来源:金融界、上观、科技资料库、报人刘亚东