赛博朋克走进现实,马斯克的脑机接口要来了
最近,“钢铁侠”埃隆·马斯克又一次站在了舆论中心,当然这回既不是因为特斯拉Model 3偷工减料”和再度降价,也不是Space X的龙飞船(Crew Dragon)测试版在地面爆炸原因被披露,而是马斯克旗下另外一家公司Neuralink举行了一场发布会,宣布脑机接口技术获得突破。
据《纽约时报》的报道称,Neuralink已经开发出一个系统,其中包括Neuralink N1芯片以及基于其的系统,可以将1500个电极送入老鼠大脑,并希望在2020年上半年开始对人体进行该技术的测试。Neuralink方面表示,它已经用机器人对动物进行了至少19次手术,并成功放置了所谓的“线(threads)”,使得动物能够用大脑控制机器,成功率大约有87%,并已经成功让“一只猴子通过大脑来控制电脑”。
作为马斯克旗下相当最神秘的企业,致力于链接人与机器的Neuralink此前出现在新闻中的次数远远比不上特斯拉与Space X,但是其所研究的脑机接口技术,在目前看来却绝对是为最科幻的。
在Neuralink公布的这套系统中,其将采用“像缝纫机一样”的机器人,将被称为“线”(thread)”的物体插入大脑中。这些只有4到6微米的“线”却并非我们常说的丝线,而是由一系列微小电极和传感器组成的超细聚合物探针,其能够通过接口直接读取大脑信号,更是可以用iPhone进行无线控制。
“任何足够先进的科技,都与魔法无异”,这是知名科幻作家亚瑟·克拉克的名言。关于脑机接口,想必大家或多或少都有听说过,在科幻作品中将人脑和与器相连获得更强的能力则是其常见的设定,而讨论人与机器的关系更是永恒的话题,其中大名鼎鼎的赛博朋克风就是典型例子。
脑机接口简单来说就是大脑+机器+接口,在人脑和与外部设备间创建用于信息交换的连接通路,通过读取来自一系列神经元的信号,并使用计算机芯片和程序将该信号转化为动作。其基本的实现步骤可以分为信号采集、信息解码、再编码和反馈,这也是人脑控制身体的典型流程。
目前,在脑机接口(Brain Computer Interface)领域主要有两大流派——侵入式与非侵入式,二者最大的区别就是需不需在头上开个洞。侵入式就是Neuralink提出的方案,在人或者动物的头上开个口子,将电子链路通过“缝纫机”缝到大脑上,再通过Neuralink N1芯片读取,清理和放大来自大脑的信号。而非侵入式则是目前相对更为成熟的方案,比如说很多公司推出的各类“头环”产品,通常是基于神经元是大脑的基本构成细胞,主要以发放电信号的方式来实现功能这一理念,通过在体外读取EEG(脑电信号)和EMG(肌电信号)来实现。
侵入式与非侵入式的优劣势,就在信号收集和反馈上。非侵入式技术具有高度的易用性和便携性,并有着相对低廉的价格,直接通过电极采集EEG,但是由于人体颅骨对信号的衰减作用,和对神经元发出电磁波的分散与模糊效应,使得其记录信号的分辨率并不会太高,并且EEG是整个大脑神经活动产生电信号的叠加,因此难以区分不同部位的神经活动,导致信噪比低和信息精度低,因此普通用户在使用前往往需要经过长时间的训练才行。
而侵入式由于直接将电极植入到大脑之中,因此自然就能收集到质量更好,并且信息更为丰富的信号。不过其所面临的问题,更多是在医学层面上引起人体的免疫反应,以及伦理道德层面的风险。毕竟众所周知,异体组织进入人体之后,不可避免的会出现排异反应。
说一千道一万,马斯克的Neuralink系统强就强在这枚Neuralink N1芯片上。据悉,其由256个独立可编程放大器(Neuralink把它叫做Analog Pixel)、片上模数转换器(ADC)、用于序列数字化输出的外围控制电路所组成,其中ADC的采样率高达20KS,精度为10bit,已经是目前全球的领先水平。
在马斯克的设想中,Neuralink将在首个测试的人类患者头部植入4个N1传感器,其中3个位于运动区域,1个位于语言传感区,并通过iPhone来进行无线操作,以帮助截肢者重新获得行动能力,或者帮助人们听、说和看。
当然,就与许多前沿技术曾经面临的激烈争论一样,Neuralink将脑机接口从科幻变为现实的“魔法”,也引起了网友的广泛讨论。毕竟这种存在未知风险的实验是否安全还无法明确,并且即便安全,在这一技术实现了大规模商用之后,又是否会将《黑客帝国》中的场景变为现实呢。
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