""連接人腦和機器,邁向終極目標的商業化之路

昨日,馬斯克代表Neuralink公司最新發布的腦機接口系統飄洋過海,成為了眾人焦點。簡單來說,Neuralink 的腦機接口新技術包括三個核心部分:“線”、“縫線的縫紉機”以及定製芯片。據瞭解,線的直徑寬度為4至6μm,比人的頭髮絲(約75微米)還要細。“縫紉機”是插入線程的機器,即將柔性電極植入大腦當中,該機器能夠每分鐘插入六根線(192個電極)。定製芯片“N1傳感器”則用於更高效地讀取、清理和放大來自大腦的信號,其尺寸比手指還小。

Neuralink的設備可將1500個電子探針送入小鼠大腦,能夠同時從多個神經元中提取信息。目前已經在動物身上進行了至少19次手術,植入電線成功率達 87%。腦機接口算是當前最具科幻色彩的技術之一,對於大眾而言是一種陌生的存在。那麼,馬斯克為何如此鍾情於這項技術?對於一家公司而言,這項技術有何落地場景及商業價值?

終極目標:連接機器和人腦,實現“人類增強”

腦機接口(brain-computer interface,BCI)是在人或動物腦(或者腦細胞的培養物)與外部設備間建立直接連接通路,以此通路從大腦獲取信號進行分析,並將其轉換為外圍設備的信號,以提供所需的輸出。根據信息採集方式的不同,腦機接口分為侵入式、半侵入式和非侵入式(腦外)。

入侵式的腦機接口通常是將“接口”這一進行信息交換的中介物植入大腦灰質。很顯然,這種在大腦灰質中植入其他物質的方式相對有較高的風險,但它可以獲取直接的神經信號;半入侵式腦機接口是將接口植入到顱腔內的灰質以外區域,引發免疫反應和愈傷組織(疤)的風險較小,但以此記錄到的信號分辨率不如前一種方式;非入侵則是將接口像戴帽子一樣佩戴於人體外,如腦電圖。雖然安全,但由於神經元發出的電磁波通過顱骨經過有所分散和模糊,可以獲取的信號分辨率不高,且難以確定信號源。馬斯克成立的腦機接口公司Neuralink便將重點放在了創建可植入人腦的設備上。

那麼,通過腦機接口將大腦意識“讀出”後能幹什麼?

我們目前能夠想到的是用於遙控裝置、控制假肢或者瞭解對方隱藏的意圖。此次Neuralink 新產品“腦後插管”目的是在截癱病人身上植入設備,幫助其控制手機或電腦。不過馬斯克的最終設想不在於此,Neuralink的終極目標是打通大腦與機器之間的聯結,人與世界能夠無線交流,並幫助人類跟上人工智能的進步。在馬斯克看來,“未來人類智力會被 AI 甩在身後,腦機接口可以讓我們跟上AI的腳步。所以,讓人腦和機器連接很重要。”

不過,實現這種終極人機交互,僅“讀出”大腦信號還遠遠不夠,如何將正確的信息輸入到大腦,即將感知反向編碼成大腦能讀懂的信號,準確刺激神經元,是目前最大的難點。“從機到腦”的研究遠比“從腦到機”的研究緩慢許多,因為人類對大腦諸多神奇之處還無法解釋,仍在探索當中,如何進行神經編碼還是處於未知狀態。

科幻色彩下,邁向終極目標的商業化之路

腦機接口是一個極具未來感的技術,其終極目標以現在看來也多有“科幻”的色彩,未來遙不可及。也因此,Neuralink在這項新技術的研發上耗資巨大。根據天眼查的信息,Neuralink公司在A輪融資2696萬美元。今年5月,Neuralink完成了此前 5100 萬美元輪次融資中 3900 萬美元的入賬。

儘管如此,Neuralink並不是唯一一家嘗試腦機接口的公司。2017年,Facebook宣佈由60名工程師組成的團隊正在研發一種能夠掃描大腦並將其“話語”翻譯成文本的設備,從而實現無鍵盤打字。就在同一年,馬斯克對外透露了其想要融合AI與人類大腦的計劃。

不過,從目前來看,臨床的需求是這項技術不斷髮展的巨大動力,其中“強化”和“恢復”被認為擁有廣闊的市場前景。“恢復”主要是通過採取神經反饋訓練的方式對多動症、中風、癲癇等疾病做對應的恢復訓練。“強化”則主要實現“人類增強”,通過將定製芯片植入大腦,將人腦與外部設備連接,可以增強人類某方面的功能,如記憶等,Neuralink的研究方向便在於此。

相比於“恢復”,“強化”技術難度更高,且現階段市場還未被充分教育,人們還難以接受。這也是為什麼Neuralink的新品及其技術研究被眾人視為是“瘋狂”的。

不過,Neuralink的腦機接口植入技術目前也更多是聚焦於醫療領域,即在每個階段,為有著急切醫療需求的病患生產設備,以及讓腦機接口手術如激光近視手術一樣簡單和自動化。

在VR/AR領域,目前主要是通過手勢識別和語音識別控制界面,但還有一種更為炫酷的方式,就是通過腦機接口技術用意念進行控制,在這方面比較超前的是神經學科公司MindMaze。自2011年起,MindMaze一直在研究大腦與VR/AR之間的交叉領域。該公司曾發佈了一款名為“MindLeap”的VR遊戲系統,其腦機輸入功能還獲得了瑞士政府撥款在內的850萬美元投資。

此外,腦機接口技術在教育領域也有應用場景,這一領域比較有代表性的公司是BrainCo。這是一家由華人哈佛大學校園內成立的公司,中國區總部位於浙江杭州。BrainCo的方向是對學生注意力值進行實時探測,幫助老師及時掌握學生的注意力情況。

"連接人腦和機器,邁向終極目標的商業化之路

昨日,馬斯克代表Neuralink公司最新發布的腦機接口系統飄洋過海,成為了眾人焦點。簡單來說,Neuralink 的腦機接口新技術包括三個核心部分:“線”、“縫線的縫紉機”以及定製芯片。據瞭解,線的直徑寬度為4至6μm,比人的頭髮絲(約75微米)還要細。“縫紉機”是插入線程的機器,即將柔性電極植入大腦當中,該機器能夠每分鐘插入六根線(192個電極)。定製芯片“N1傳感器”則用於更高效地讀取、清理和放大來自大腦的信號,其尺寸比手指還小。

Neuralink的設備可將1500個電子探針送入小鼠大腦,能夠同時從多個神經元中提取信息。目前已經在動物身上進行了至少19次手術,植入電線成功率達 87%。腦機接口算是當前最具科幻色彩的技術之一,對於大眾而言是一種陌生的存在。那麼,馬斯克為何如此鍾情於這項技術?對於一家公司而言,這項技術有何落地場景及商業價值?

終極目標:連接機器和人腦,實現“人類增強”

腦機接口(brain-computer interface,BCI)是在人或動物腦(或者腦細胞的培養物)與外部設備間建立直接連接通路,以此通路從大腦獲取信號進行分析,並將其轉換為外圍設備的信號,以提供所需的輸出。根據信息採集方式的不同,腦機接口分為侵入式、半侵入式和非侵入式(腦外)。

入侵式的腦機接口通常是將“接口”這一進行信息交換的中介物植入大腦灰質。很顯然,這種在大腦灰質中植入其他物質的方式相對有較高的風險,但它可以獲取直接的神經信號;半入侵式腦機接口是將接口植入到顱腔內的灰質以外區域,引發免疫反應和愈傷組織(疤)的風險較小,但以此記錄到的信號分辨率不如前一種方式;非入侵則是將接口像戴帽子一樣佩戴於人體外,如腦電圖。雖然安全,但由於神經元發出的電磁波通過顱骨經過有所分散和模糊,可以獲取的信號分辨率不高,且難以確定信號源。馬斯克成立的腦機接口公司Neuralink便將重點放在了創建可植入人腦的設備上。

那麼,通過腦機接口將大腦意識“讀出”後能幹什麼?

我們目前能夠想到的是用於遙控裝置、控制假肢或者瞭解對方隱藏的意圖。此次Neuralink 新產品“腦後插管”目的是在截癱病人身上植入設備,幫助其控制手機或電腦。不過馬斯克的最終設想不在於此,Neuralink的終極目標是打通大腦與機器之間的聯結,人與世界能夠無線交流,並幫助人類跟上人工智能的進步。在馬斯克看來,“未來人類智力會被 AI 甩在身後,腦機接口可以讓我們跟上AI的腳步。所以,讓人腦和機器連接很重要。”

不過,實現這種終極人機交互,僅“讀出”大腦信號還遠遠不夠,如何將正確的信息輸入到大腦,即將感知反向編碼成大腦能讀懂的信號,準確刺激神經元,是目前最大的難點。“從機到腦”的研究遠比“從腦到機”的研究緩慢許多,因為人類對大腦諸多神奇之處還無法解釋,仍在探索當中,如何進行神經編碼還是處於未知狀態。

科幻色彩下,邁向終極目標的商業化之路

腦機接口是一個極具未來感的技術,其終極目標以現在看來也多有“科幻”的色彩,未來遙不可及。也因此,Neuralink在這項新技術的研發上耗資巨大。根據天眼查的信息,Neuralink公司在A輪融資2696萬美元。今年5月,Neuralink完成了此前 5100 萬美元輪次融資中 3900 萬美元的入賬。

儘管如此,Neuralink並不是唯一一家嘗試腦機接口的公司。2017年,Facebook宣佈由60名工程師組成的團隊正在研發一種能夠掃描大腦並將其“話語”翻譯成文本的設備,從而實現無鍵盤打字。就在同一年,馬斯克對外透露了其想要融合AI與人類大腦的計劃。

不過,從目前來看,臨床的需求是這項技術不斷髮展的巨大動力,其中“強化”和“恢復”被認為擁有廣闊的市場前景。“恢復”主要是通過採取神經反饋訓練的方式對多動症、中風、癲癇等疾病做對應的恢復訓練。“強化”則主要實現“人類增強”,通過將定製芯片植入大腦,將人腦與外部設備連接,可以增強人類某方面的功能,如記憶等,Neuralink的研究方向便在於此。

相比於“恢復”,“強化”技術難度更高,且現階段市場還未被充分教育,人們還難以接受。這也是為什麼Neuralink的新品及其技術研究被眾人視為是“瘋狂”的。

不過,Neuralink的腦機接口植入技術目前也更多是聚焦於醫療領域,即在每個階段,為有著急切醫療需求的病患生產設備,以及讓腦機接口手術如激光近視手術一樣簡單和自動化。

在VR/AR領域,目前主要是通過手勢識別和語音識別控制界面,但還有一種更為炫酷的方式,就是通過腦機接口技術用意念進行控制,在這方面比較超前的是神經學科公司MindMaze。自2011年起,MindMaze一直在研究大腦與VR/AR之間的交叉領域。該公司曾發佈了一款名為“MindLeap”的VR遊戲系統,其腦機輸入功能還獲得了瑞士政府撥款在內的850萬美元投資。

此外,腦機接口技術在教育領域也有應用場景,這一領域比較有代表性的公司是BrainCo。這是一家由華人哈佛大學校園內成立的公司,中國區總部位於浙江杭州。BrainCo的方向是對學生注意力值進行實時探測,幫助老師及時掌握學生的注意力情況。

連接人腦和機器,邁向終極目標的商業化之路

腦機接口技術未來的潛力巨大,隨著這項技術的成熟,可應用領域將越來越廣泛,不過,現階段主要還在探索之中,而我國專門從事這方面研究的企業很少,多以高校及科研機構為主。2019年5月17日,全球首款腦機接口專用芯片“腦語者”發佈,這是天津大學和中國電子信息產業集團聯合研發的成果,擁有完全自主知識產權。相信在不遠的未來,國內的醫療、教育等行業也將迎來這種新科技的變革浪潮。

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