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对话BrainCo强脑科技:科幻世界的机械义肢,正在走进现实

2023-08-27 23:50:34 来源:个人图书馆-蓝媒汇

脑机接口,能成为人机交互的最终形态吗?

开高达,是不少理工男暂未实现的梦想。


(资料图片仅供参考)

从影视作品对高达,或者说对大型机甲控制方式的设计中,也能看出人们对人机交互的理解,存在一个进化过程。

以《机动战士高达》为代表的早期机甲驾驶舱,是这样的——被屏幕、键盘、控制摇杆包围。

到了《环太平洋》等21世纪产出的科幻片中,驾驶舱变成了这样——先将驾驶员的神经系统与机甲同步,靠动作和脑电波进行控制所有系统。

这种设计的好处显而易见,通过神经系统的控制和链接,使用者可以达到物理意义上“心想事成”的效果。

但也不是没有问题:第一部中,由于机甲需要两名驾驶员之间、驾驶员和机甲之间的信息都保持高度的一致性,导致这几部分之间时常出现连接延迟甚至信号断连的情况——这也是现实世界中脑机接口设备所面临的困境,要准确建立神经链接并做出相应反馈并不容易。

“对于非侵入式脑机接口技术而言,最困难的部分在于脑电波如何精准的采集”,强脑科技研发团队详细解释了包括原理和材料在内的诸多细节。事实上,采集是脑电波分析的第一步。而非侵入式脑机接口技术无法接近大脑内部,只能通过头环等外设在大脑皮层前额叶部分采集。”

“所以,为了确保采集的精准度,我们在过去的产品研发中耗费了大量时间和成本去找例如干电极之类的材料。真的是要花很久的时间,才能找到一些合适的材料,去替代过去很多不好携带甚至不安全的设备。

材料解决之后,下一个问题是算法:“人的思维中有一部分常常是混乱的,采集到的脑电波基本都需要"去噪音’。”

所谓“去噪音”,研发团队将其详细解释为“对信息的特征提取”——把一长串脑电波中有用的波段提取出来,分析、反馈、试验,“整个链路上遇到过不少挑战。”

以智能仿生手为例,需要让每根手指动起来并区分哪根手指对应哪根手指,就是一项复杂的工程。智能头环类的产品如何精准采集脑电,如何利用算法解析脑电,也是如此:“一开始生产出来的东西良品率非常低,后来,得益于在材料和算法上的研发突破,设备良品率已经有了大幅度提升。”

强脑科技高层坦言,现阶段脑机接口设备所能实现的功能并不像大众在科幻电影中看到的那样,可能未来一段时间内都很难达到主流科幻片中的某些效果,“但不管是在国内的或是在波士顿的团队,研发过程中我们其实都不太会受影响,科幻和科研的差距得一点一点补。”

“真正留给我们思考的,是怎么样去进入下一代人机交互模式。”

研发团队谈到了由电脑到手机的演化——埃尼亚克是最早的电脑,那么大的一台,占了好几间屋子

米格尔教授曾在2017年的某次采访中预测,十年内人们或许能研发出一种技术,将机械、电子或虚拟机器与大脑相连。这项能够恢复行动力的技术,不仅给交通事故和战争受害者带来希望,也会使渐冻症、帕金森病和其他运动障碍患者获益,例如在伸肘、握拳、行动或语言上有障碍的病人。

那么,到今年,这些想法在脑机接口行业实现了多少?应用和想象的差距还有多少?

——都不少。

在产品展示区,AI蓝媒汇体验了一款互动版智能仿生手。使用者佩戴臂环,臂环读取使用者“握拳”和“松手”的肌肉电信号和神经电信号,智能假手将配合完成相同动作。

两年前,一支Neurallink公司发布的脑机接口短片在油管引发热议。

在这个时长三分半的片段中,一只安装了脑机芯片的猕猴,仅凭意念控制着屏幕上类似贪食蛇和乒乓球的游戏,以获取作为奖励的冰沙。

短片获得了超过600万次的播放,网友惊诧于“心灵感应”不仅仅是可行,而且可以做的灵敏且相对复杂。但也有不少人提出了朴实的质疑:猴能用,人就能用吗?

显然不是——不管是技术理论还是大众伦理,都讲不通。

问题在于芯片的位置、用不用动刀:和强脑科技所做的非侵入式脑机接口不同,马斯克的公司始终坚持做“侵入式脑机接口”这一技术路径,这只猕猴所用的芯片被安装在颅骨内部,直接接触大脑皮层,需要通过开颅手术才能完成装配。

强脑科技创始团队坚持认为,非侵入式一定比侵入式更有商业前景。

“国内做脑机的公司有限,这项技术国外相对成熟。在美国,它们已经分成两个派系,西海岸以斯坦福为代表的侵入式,觉得开颅植入的接口才是真正的脑机接口;东海岸以哈佛为代表的非侵入派系,觉得非侵入式才是真正在未来能被大众接受、能够商业化落地的一门技术。”

来自哈佛的韩璧丞沿袭了这种非侵入式的方法,他本人也坚信非侵入式的市场一定能够是侵入式的百倍千倍,“(侵入式的)开颅手术是个绕不过去的话题,大部分人不可能没有这种顾虑,谁会愿意在头上开个洞呢?”

与其像马斯克那样研究“如何优雅地开颅”,不如在确保没有创伤的大前提下,想办法改进技术,让外置的设备尽可能达到安全且有效的水平,创始团队对此深信不疑。

采集脑电,最原始办法是戴导电帽——受制于信号传输问题,患者需要戴着一个装满电极片、涂有大量湿的导电膏的帽子,因为当时只有在那种湿的环境下才能采集。

这个非侵入式脑机应用的痛点,被韩璧丞带领团队用固态凝胶电极(前文提到的干电极)解决:“我们的设备上有很小的电极片,那个就是自研的专利干电极。”

经大量测试后,这种便携性和泛用性极佳的脑机设备,信息精确度同样达到了约95%的较高水平。

以及,更高的性价比:“比如智能仿生手这块,我们一直想成为优质的国产替代。”

据了解,两家欧洲公司在过去一段时间几乎垄断了假肢市场,以机械义肢为例,一只手大概要卖到50~70万。暂且不提个体病患,这对于大量医疗机构来说都未必是一个容易接受的价格。

“实在是太贵了,我们的想法就是把价格压到他们的1/5甚至更低”。根据强脑科技公司介绍,目前团队已经做到了将渠道合作模式的产品价格稳定在同类产品的1/5上下,“以一个合理的价格让有需要的残疾人买得起,可能是我们接下来要做的一些事情。目前还是先解决真实世界的迫切需求,再考虑更大的市场。”

从业者不太会把自己的技术对标钢铁侠之类的科幻电影,但确有一批人正在想办法,让技术慢慢成为伤者和病患的盔甲。

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