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我们能用意识控制世界吗?

2019-8-19 9:28:03来源:新浪科技作者:任天责编:孤城评论:

据国外媒体报道,几十年来,通过思维控制计算机一直是许多科幻小说的主题,现在,我们已经接近实现这一突破,那么,这么做是会给我们带来更多的便利,还是会造成更多的问题?

科幻作品有时能很好地预言我们的未来。在2018年的电影《升级》(Upgrade)中,主角格雷和妻子遭到袭击,他的脖子被击中,妻子被枪杀。醒来之后,格雷发现自己不仅失去了妻子,而且还重伤瘫痪,可能余生都要坐在轮椅上。

后来,格雷被植入了由著名科技创业者埃隆•基恩设计的名为Stem的电脑芯片(如果与埃隆•马斯克有任何相似之处纯属巧合)这让他重新站了起来。Stem原来是一种人工智能(AI),可以用别人听不到的方式与他“交谈”,它甚至可以控制格雷的身体。接下里的故事,或许你已经猜到了。

时至2019年,现实中的半机械人(cyborg)并没有这么戏剧化,但仍然令人难以置信。2012年,美国匹兹堡大学领导了一项研究,其中一部分就是为屈指可数的几个人植入脑-机接口,该项目由美国国防高级研究计划局(DARPA)资助。简·休尔曼(Jan Scheuermann)便是其中之一。53岁的简·休尔曼因退行性疾病导致四肢瘫痪,她的头部有两个盒子状的套接口,连接着一个看起来像游戏机的东西。

通过这个脑-机接口,简·休尔曼可以用她的思维来控制机械手臂,给自己拿巧克力吃,三年后,她可以成功地在计算机模拟器上驾驶战斗机飞行。

DARPA自20世纪70年代以来一直在资助这些关于脑-机接口的研究,现在,该机构想要进一步接近电影《升级》中所看到的场景。今年早些时候,DARPA启动了“下一代非手术神经技术”(Next-Generation Nonsurgical Neurotechnology,简称N3)项目,目标是在未来消除对电极、连接线和脑部手术的需求。

该项目负责人对美国六家领先的研究机构的科学家们提出了一项任务:开发一种能够从头部以外读取想法的硬件,其体积要足够小,可以嵌入棒球帽或头枕中。这种装置必须是双向的,能够将信息以大脑能够理解的形式传回大脑,有人将这种方法比作心灵感应,这将是“一个真正的脑-机接口”。

DARPA只给科学家四年的时间,将这项新技术发展到可以在人体上进行测试的程度,即使是埃隆•马斯克提出的脑-机接口“Neuralink”计划,也需要进行高风险的手术才能将芯片植入大脑,不过,该技术确实采用了一种无线通信形式取代了连接线。

如果科学家能建立一个不具侵入性的神经界面,就能开启一个全新的、目前还不存在的生态系统。

“最常见的应用是帮助那些失去移动手臂或四肢瘫痪的人,”N3项目中一个研究小组的首席研究员说,“想象一下,如果我们能在不做手术的情况下拥有与机器沟通的能力,那么我们就能向广大用户群开放这项技术,那些身体健全的人也可以用更快的方式与他们的设备沟通。”

我们对脑-机接口的着迷也许有着更深层次的原因。人类演化出来与世界互动的唯一方式,就是通过我们的身体、肌肉和感官,我们非常擅长这些,但这也是我们与世界互动能力的基本限制,摆脱这种演化限制的唯一方法,就是直接与大脑互动。

尽管DARPA所宣称的“为国家安全开发突破性技术和能力”略令人不安,但作为研发军事用途高科技的美国国防部下属机构,DARPA在历史上推动了许多开创性技术,影响了许多人日常生活。互联网、全球定位系统(GPS)、苹果Siri等虚拟助手,以及现在的人工智能之所以能在今天快速发展,部分要归功于该机构在这些领域投入的资金。DARPA对脑-机接口研究的资助表明,这很可能将是一项足以“改变游戏规则”的技术。不过,想参与其中不止DARPA一家。

马斯克的Neuralink只是众多被脑-机接口潜力所吸引的项目之一。包括英特尔在内,许多重要的科技公司也在这一领域开展了工作,对于成功破解这一难题的研究者和机构来说,他们将获得丰厚的回报——预计到2022年,神经技术市场的价值将达到133亿美元。

脑-机接口之所以在今天成为可能,可以追溯到19世纪,当时科学家试图了解在动物大脑中发现的电活动。到了20世纪20年代,汉斯·伯杰发明了脑电图仪(EEEG)来检测人类颅骨表面的电活动并记录下来。50年后,加州大学洛杉矶分校的计算机科学家雅克·维达尔进行更深入的研究,并创造了“脑-机接口”(brain–computer interface)一词。

然后,科学家们不得不等待计算能力的提升,以及人工智能和纳米技术的出现,才能实现他们的愿景。2004年,一位四肢瘫痪的患者植入了第一个先进的脑-机接口,这让他只要想一下,就能在电脑上玩乒乓球。

尽管取得了这些成功,但问题依然存在,所能传输的信息的质量会受到频道数量的限制,这种接口需要在颅骨上开一个孔,使电极直接与大脑接触,在你的身体排斥之前,这些设备可能只能运行有限的时间;或者如果设备出现故障,就很难把它们取出来。

为了开发出一个不需要脑部手术就能工作的脑-机接口,科学家开始探索使用超声波、磁场、电场和光等技术的组合来读取我们的想法,甚至尝试写回,面临的问题包括,如何从大脑发出的杂音中分辨出有用的神经活动;而且,接口还必须能够透过头骨和头皮接收信号。

你可以将这个问题理解为通过散射介质进行成像,就必须面对的混乱程度而言,颅骨上的数毫米就相当于海洋表面的几十米,或大气层中的数千米。

一些团队正在研究“精细的侵入性手术”。这意味着你必须通过摄食,注射或者用喷到鼻子里的方式进行植入,有一个团队正在研究纳米粒子,当这些粒子到达大脑里的目的地时,就能充当“纳米传感器”。这是一种非常小的粒子,其宽度只相当于人类头发的直径,可以将外部磁场能量转化为向大脑发出的电信号,反之亦然。另一项研究是利用病毒将DNA注入细胞,使其发生改变,从而完成类似的工作。

如果这些技术奏效,那么精细的侵入性接口的性能应该能够与外科植入人体的芯片相媲美,接下来的挑战是将信息从设备传输到计算机,并在瞬间给出响应。

如果你把鼠标和电脑连在一起,点击鼠标,然后必须等上一秒钟,它才会开始工作,而科学家现在需要做的,是必须让它变得超级快。这些接口需要有“高分辨率”和足够的“带宽”,或者通信通道,才能驾驶真正的无人机,而不只是移动机械臂。

不过,即使能实现这样的脑-机接口技术,我们到底该如何沟通呢?我们会用文字还是图片来交流?我们能用它来和朋友聊天或在线支付账单吗?这种技术对每个人来说有多大的独特性?没有人真正知道这些问题的答案,因为规则还没有写出来。

所有新的接口都需要一些练习来适应,很难说这种新的脑-机接口使用起来会有多简单。用户肯定不希望需要学习数百条规则,一个很有吸引力的选择是,将用户脑-机接口的输出与半自动设备进行通信。用户不需要控制每一个动作,而只需在计算机系统中设置一个“动态过程”,随着人工智能变得更好,我们与之合作的系统将变得更加自主。根据任务的不同,我们可能只需要说,“我想要那个球”,然后机器人自己就会拿过来。

不过,电影《升级》可能还暗示了另一个问题:到底会是谁在控制一切?

我们可以找到一些线索。到目前为止,大多数脑-机接口已经从大脑活动中提取了详细的运动或与肌肉有关的信息,即使用户正在更广泛地思考他们的目标,我们可以在大脑活动中检测出想要移动一个物体的方向,以及何时想要把手握紧,由此产生的运动直接指向了物体,使他们能够把它拿起来。用户不需要思考向右、向前、向下这些动作。

对于不同的参与者,操作脑-机接口所需要的脑力劳动都有所不同,但在非侵入性接口中,通常需要更多的努力。N3所带来的任何技术能否让用户同时处理多项任务,还有待观察。

还有一个更基本的问题。还没有一个健全的人会为了玩视频游戏或网上购物而选择植入脑-机接口;没有人知道自己的行为会不会因为一个接口而有所不同,也不知道如果芯片嵌入到棒球帽中,是否也会影响自己的行为。

我们面临着巨大的道德困境。这项技术带来的好处必须大于风险,但如果你不是为了恢复一些失去的功能而选择这项技术,情况就不一样了。这就是为什么非侵入性治疗会如此有趣。

强大的脑-机接口的发展甚至可能帮助人类度过假想的技术奇点,即人工智能超越人类智能并能够自我复制的时刻,人类可以利用技术升级自己,与这些新的对手竞争,甚至与人工智能合而为一,埃隆•马斯克在推销Neuralink时也清晰地指出了这一点。

现在的问题是,人类在什么时候会成为我们所使用的系统中最薄弱的一环。为了跟上人工智能和机器学习创新的步伐,我们很可能需要与这些系统直接对接。

也许最终脑-机接口不会对我们的生活产生任何影响。在电影《升级》的最后,Stem完全控制了格雷的身心,他的意识停留在田园诗般的梦境状态:他没有瘫痪,和亲爱的妻子生活在一起。

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关键词:意识脑机

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