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新聞分析:馬斯克和他的“三只小豬”展示了什麼
2020-09-01 12:33:58 來源: 新華網
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  新華社北京9月1日電  新聞分析:馬斯克和他的“三只小豬”展示了什麼

  新華社記者劉石磊

  美國企業家埃隆·馬斯克和他的“三只小豬”日前在線直播展示了小豬大腦被植入腦機接口設備的情況。這場全球矚目的直播再次激發了人們對腦機接口技術的熱情和期待。

  這場發布會主要展示了腦機接口技術在工程學上的新進展,展示了腦機接口産品未來有望更加便捷易用。但腦機接口在一些關鍵技術方面仍有待突破,距離科幻作品中的“存儲和提取記憶”“超級人類”依然十分遙遠。

  什麼是腦機接口技術

  腦機接口,就是在大腦與外部設備間創建全新信息交換通路,一方面將大腦信號轉化為機器可識別的信號,實現對機器的有效控制;另一方面,將外部設備信號轉化為大腦可識別信號,從外部對大腦進行直接幹預。

  早在20世紀20年代科學家發現腦電波後,對腦機接口的探索就已經開始。此後數十年,這項技術逐漸帶來一些實用産品,比如為失聰者植入人工耳蝸可恢復聽力。總體來看,腦機接口較為成熟的應用主要集中在神經康復和輔助醫學領域,在重症醫學領域的應用還十分有限。

  近年來,隨著人工智能等技術的發展,腦機接口在多個領域開展了應用嘗試,比如基于神經信號解碼的機器翻譯、意念控制機械臂、腦控電子遊戲等。馬斯克認為,腦機接口技術可大幅提高人機交互速度,有望最終解決“人機共生”問題。

  馬斯克的“神經連接”做了什麼

  腦機接口近幾年“大熱”,全球幾家科技公司的巨額投資及技術創新成果是主要推動力。去年夏天,美國社交媒體臉書投資的“語音解碼器”研究發布成果引發關注,馬斯克創立的“神經連接”公司展示腦機接口技術也賺足眼球。

  而這次,主角除了馬斯克,還多了三只實驗小豬:一只在兩個月前被植入了腦機接口設備,一只未植入任何設備,還有一只曾植入過腦機接口設備、後被取出。當植入了設備的小豬的口鼻碰觸到物體時,腦機接口設備會獲取神經元發射的信號,在顯示屏上呈現點狀圖像並發出聲音,這顯示它的大腦信號可實時被採集。而植入設備後又取出的小豬表現得非常健康,與普通小豬並無差異。

  這次展示的亮點主要在于:實驗動物從去年夏天的大鼠“升級”為小豬,後者與人類的相似度更高;植入物僅有硬幣大小;植入手術由一臺專用機器人完成,全過程僅需一小時,並可“當天出院”。

  應該説,新成果主要展示了在實現腦機接口的技術路徑方面的探索,而非基本原理或技術應用上的突破。英國紐卡斯爾大學教授安德魯·傑克遜指出,這次展示中並沒有什麼“革命性”的內容,主要展示了在解決多電極植入的工程挑戰方面取得的新進展。

  目前,實現腦機接口的路徑主要分為“侵入式”和“非侵入式”。前者是將腦電波檢測電極植入大腦,這樣採集到的腦信號強且穩定,但會對人體造成創傷;後者主要通過可穿戴的腦電波檢測設備獲取信號,對人體無傷害,但有信號穩定性弱、速度慢、正確率低和穿戴不便等問題。

  馬斯克和“神經連接”希望在這兩條路徑之間找到最優平衡:盡可能的低損傷和高效信號傳輸。有專家評價,“神經連接”展示的新品在封裝、集成、植入器件的微型化和無線傳輸等工程設計與實現方面做得很好,手術機器人也大大改進。

  挑戰與風險如何

  腦機接口技術近幾年備受關注,也取得了一定成果,但要想早日實現多領域大規模應用,甚至産生科幻作品中那樣的“超級人類”,還面臨諸多挑戰。

  首先需要基礎科學進展。人類對于大腦的了解還遠遠不夠,生物學領域的生命活動基礎仍是未解之謎。專家指出,盡管了解不同的腦電波大致有一個代表的方向,但“讀懂”腦信號很難。基礎研究如果得不出準確的數學模型,後續的軟件設計、應用開發等就缺乏可靠基礎。

  第二是關鍵技術突破。業界認為,腦機接口技術將經歷“腦機對接”“腦機交互”“腦機融合”三個發展階段,當前正由第一階段向第二階段過渡,主要技術瓶頸包括傳感精度低、集成計算效率差、編解碼能力弱、互適應手段少等。

  第三需要更多的實驗和數據。技術研究需要以大量的實驗和數據為基礎,特別是人工智能相關研究,而腦機接口技術實驗還十分缺乏。據介紹,這類技術通常要先以猴子為實驗對象,然後才能以截癱病人進行臨床試驗,但目前全球只有少數團隊能做猴子實驗,能做臨床試驗的機構更是屈指可數。

  除了這些挑戰,腦機接口技術的安全風險也不容忽視。比如,電極植入、信號輸入或輸出的過程,都有可能造成腦部傷害,而腦電波信息收集和使用,有可能涉及對個人隱私的侵犯等。

  愛爾蘭沃特福德理工學院通信軟件和係統小組研究負責人薩西塔蘭·巴拉蘇布拉馬尼亞姆對媒體説,腦機接口可能讓我們更容易受到黑客的攻擊,相關信息的泄露“將比我們見過的所有數據泄露都更為嚴重”。

  “控腦”技術的倫理問題也需要規范化。有專家提出,使用腦機接口技術至少應該遵循知情同意、患者自主性和必要性原則,以及對人有利、不會對他人和社會造成傷害等原則。

【糾錯】 責任編輯: 張樵蘇
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