馬斯克重磅發布“腦機接口”黑科技!頭骨鑽孔,芯片植入大腦,動動腦就能操控iPhone

iot101君
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2019-07-18 17:57:59 來源: 物聯網智庫

“腦機接口”是指在人或動物腦與外部設備間建立的直接連接通路,允許腦和外部設備間進行信息交換。由馬斯克與其他8人成立于2016年7月的Neuralink是專注于這一領域的明星公司,該公司一直計劃利用人工智能技術增強人類的能力。就在剛剛,Neuralink 終于發布了其首款産品,這是一種類似于電影《黑客帝國》的“腦後插管”技術。

想象一下這樣的場景:

我們可以不用手動打字,而是讓手機根據我們的腦中所想直接生成文字

我們可以不用手動搜索,而是讓機器根據我們的腦中所想直接訪問信息

數據存儲設備就被内置在我們腦内

如果某人有了什麼發現,幾秒鐘之内就能分享給全人類

……

你以為這隻是科幻電影中的場景?不,“腦機接口”的研究很可能讓這一切成為現實。

“腦機接口”是指在人或動物腦(或者腦細胞的培養物)與外部設備間建立的直接連接通路,允許腦和外部設備間進行信息交換。由馬斯克與其他8人成立于2016年7月Neuralink是專注于這一領域的明星公司,該公司一直計劃利用人工智能技術來增強人類的能力。

就在剛剛,Neuralink 終于發布了其首款産品,與人們之前的猜想相同,這是一種類似于電影《黑客帝國》的“腦後插管”技術。

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具體來說,Neuralink正在開發微型處理器,通過比人類的頭發更細的細線和大腦連接起來。這些傳感器會安裝在大腦顱骨表面,而後将信息傳遞給位于耳後的可穿戴計算機“Link”。采用這種方式,大腦就可以通過APP連接到iPhone上。

該技術如何實現?

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馬斯克希望人們可以像微創眼科手術一樣安全無痛地植入腦機接口芯片,而這一切的實現離不開以下幾種技術的突破:

1.比人類發絲還要細的“線”

這些線的寬度大約是 4 到 6 微米,比人類發絲還要細。這些柔韌的線實際上是一種用類似玻璃紙的材料來做的絕緣體,裡面包含一系列連接微小電極或傳感器的導線,看起來就像一串珍珠。

根據不同實驗或應用,你可以将它們插入到大腦不同的位置和深度。醫學研究和治療可能側重于大腦的不同部分,如言語、視覺、聽覺或運動中心。

位于加利福尼亞州拉霍亞的索爾克生物研究所的教授Terry Sejnowski表示,Neuralink“線”的柔韌性将是一種進步。然而,他也指出,Neuralink的研究人員仍然需要證明,他們的“線”的絕緣性可以保障它們在大腦環境中長期存在和使用,因為大腦環境中有一種鹽溶液,會腐蝕很多塑料。

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與腦機接口現在使用的材料相比,這種“線”對大腦造成損傷的可能性較小。根據 Elon Musk & Neuralink 發布的一份白皮書,這些線還為大量數據的傳輸創造了可能。

2.自動嵌入“線”的“縫紉機器人”

除了開發“線”,Neuralink的另一個重大突破是研發出能夠自動嵌入線的機器,這是一個神經外科機器人,每分鐘能夠植入六根線。整個過程,特别像縫紉機,一根針的針鼻會穿過一根線,然後被機器人插入到大腦中。

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團隊在一篇論文裡解釋了“縫紉機”的來曆——從前那些又足夠大、又足以穿進大腦的探針,會引發急性和慢性的損傷和炎症,也對設備本身的壽命、穩定性和産出有影響。于是,Neuralink想出了一個解決方法,就是把植入設備 (Insertion Device) 和被植入設備 (Implanted Device) 的需求分開滿足:植入工具是越堅硬越好,而被植入的探針是越小越靈活越好。

有了想法之後,團隊開發了一個系統,把用薄膜聚合物做的、精細又靈活的探針(Probes) ,和精細又堅硬的植入針(Insertion Needle) ,以及一個負責植入的機器人,都整合到一起。

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這個系統可以快速且精确地植入探針,每個都是獨立瞄準靶點,避開可見的脈管系統,找到各自的目标。這樣,可以有效避免大腦出現炎症和損傷。

3.更好讀取、清理和放大大腦信号的定制芯片

除了以上部分以外,該白皮書指出,Neuralink 已經開發了一個能夠更好地讀取、清理和放大大腦信号的定制芯片。目前,該系統隻能通過有線連接(USB-C)傳輸數據,但最終目标是創建一個無線系統。

這個目标将體現在Neuralink稱為“N1傳感器”的産品中,該産品被設計成嵌入人體并通過無線方式傳輸數據。它可能比目前基于USB的原型讀取更少的神經元。Neuralink打算植入四個傳感器,三個在運動區域,一個在身體傳感器區域。它将無線連接到安裝在耳朵後面的外部設備上,并通過iPhone應用程序來控制。

馬斯克表示,Neuralink 的腦機接口植入技術計劃實現三大目标:

在保證安全性和可持續性的情況下,逐步提高讀取和寫入的神經元數量

在每個階段,為有着急切醫療需求的病患生産設備

讓腦機接口手術如激光近視手術一樣簡單和自動化。

該技術有什麼用?

說起馬斯克,人們首先會想到他是著名電動汽車制造商特斯拉的首席執行官,然而,他的創業成果遠不止如此——例如面向太空的 SpaceX、變革交通出行方式的 Hyperloop,以及面向人工智能技術研究的 OpenAI......關乎人類自身進化的腦機接口研發公司 Neuralink則是馬斯克商業版圖中最為神秘的存在。

該公司的聯合創始人都是一些知名度極高的人,每一個都為創建Neuralink帶來了各自獨特的跨學科技能。他們的技能涵括了從生物學到神經科學乃至于計算機科學等領域。

Ben Rapoport——Benjamin Rapoport博士畢業于哈佛醫學院,他還拿到了MIT電氣工程與計算機科學博士。

Dongjin Seo——神經技術學家,“為腦機接口創建了超小型無線神經植入物(“Neural Dust”)”。

Max Hodak——根據他的LinkedIn檔案,此人“在杜克大學研究生物醫學工程并且在一個實驗室工作,利用恒河猴研究通過多組件電生理學開發腦機接口。”

Paul Merolla——曾在超過10個腦機芯片項目中擔任首席設計師,其中就包括了IBM的TrueNorth芯片。

Philip Sabes——The Sabes Lab研究人員,研究大腦如何利用傳感反饋保持精确度并進行自适應運動控制,他的實驗室還将這一研究運用到腦機接口(BMI)的研發當中。

Tim Gardner——緻力于利用腦機接口(BMI)研究黃莺神經活動的生物學家。

Tim Hanson——自學了精密加工制造方法和材料科學的神經生物學家,旨在開發Neuralink其中的一些核心技術。

Vanessa Tolosa——精密加工制造專家,生物相容性材料研究人員,化學工程博士生。

再加上當CEO的馬斯克,這個創始人團隊看起來就像一支人腦增強競賽的夢之隊。

雖然大腦和電腦連接的夢幻般的願景可能還很遙遠,但這支夢之隊可能已經找到了潛在的醫學用途。

Neuralink總裁Max Hodak表示:“隻要稍加訓練,你的大腦意識就能控制光标和鍵盤。APP将通過Link接收輸入大腦中的信息,功能類似于鍵盤,這對殘疾人來說可能非常實用。”他認為Neuralink公司的技術有一天——應該很快——将能夠幫助人類應對一系列疾病,比如幫助截肢者重新獲得行動能力,或者幫助人們聽、說和看。

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這種設想并非首次,其實曆史上已經早有先例。2006年,患有脊髓損傷的納格爾實現了隻用思維打乒乓球的壯舉。從那時起,作為科學研究的一部分,大腦中植入腦機接口設備的癱瘓患者也能在實驗室裡聚焦物體,移動機器人手臂。納格爾和其他人使用的系統被稱為BrainGate,最初是在布朗大學開發的。

另外,五角大樓也資助了基礎腦科學的研究,并開發了機器人控制系統,讓大腦來控制假肢設備。在美國國防高級研究計劃局(Defense Advanced Research Projects Agency)的資助下,研究人員已經能夠開發出接口,讓四肢癱瘓的人能夠獨立地操縱機器人手臂來進行像喝酒這樣的活動。

Hodak對此表示:“神經連接并非憑空而來,這項技術有着悠久的學術研究曆史。從某種意義上說,我們是站在巨人肩膀上建立起來的。”

不過在未來,Neuralink 或許會遠遠超出其對醫療技術的初步探索。馬斯克的最終目标,實際上是消除将人們的思想轉化為語言,随後通過鍵盤、鼠标等輸入工具傳入計算機中的過程。直接的人機交互可以帶來更快的通信速度,以及更大的“帶寬”。

前路任重而道遠

周一,在Neuralink公司研究實驗室的一次演示活動中,該公司展示了一個連接到實驗鼠身上的系統,可以從1500個電極讀取信息,它比目前嵌入人體的系統好15倍。

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植入實驗室老鼠的Neuralink系統

然而,獨立科學家警告說,在實驗動物身上取得成功不一定就意味着能夠在人體上取得成功,人們還需要進行人體試驗來确定這項技術的前景。

Neuralink計劃,在明年第二季度進行人體試驗。

當然,這些技術也引發了一些擔憂。有的科學家認為腦機接口有遭受“黑客AI”攻擊的危險,一個人的思維、決策和情感都有可能受AI操控,違反他們自己的意志。

2017年,Nature上發表了一篇由27位神經科學家、臨床醫師、倫理學家和機器智能工程師(包括來自谷歌和中科大的作者)共同寫作的評論文章,以《神經技術和人工智能的四個倫理重點》為題,對此進行了探讨。

作者在論文中舉例,假設一名參與腦機接口試驗的被試人員,内心不太喜歡與他一起工作的研究人員,而讀取他思維的AI可能把這視為一種命令,于是傷害他周圍的研究人員,而被試人員至始至終并沒有發出過這樣的命令。

“科技的發展意味着我們正走在通往一個新世界的道路上,在這個世界裡,我們可以解碼人們的精神活動,直接操縱他們的意圖、情感和決策背後的大腦活動機制;人們能直接通過思考和他人交流;強大的計算系統直接連接到人們的大腦上,幫助人類和世界交互,極大地增強他們的智能和體力。”

看來,已經到了現在就應該認真考慮這可能帶來的後果的時候了!

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“摯物•AIoT産業領袖峰會”

即将與您見面

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