元宇宙核心技术-脑机接口

内容纲要

元宇宙无疑就是那个我们期盼已久的未来世界,即便它离我们还有一点点遥远,但嗅觉灵敏的人们已经开始布局,如果你就是其中一员,不妨从这些技术的学习和研究入手,让你未来的人生多一些技术资本储备,当某一天元宇宙的旋风刮起来的时候,你可以随风起舞炫耀人生!今天我们来学习脑机接口。
在生命科学漫长的发展历史中,人类似乎从来没有停止过对于大脑的探索。作为神经系统的最高级部分,大脑中的每一条沟壑、每一处隆起,毫无疑问都蕴含着巨大的能量以及亟待探索的奥秘。

在科幻电影中,经常有这样的场景:残疾人可以用机械臂自如地弹唱,人类依靠意念指挥着庞大的机械……

其实,这些神奇的场景都是以一种技术为基础的——脑机接口技术(Brain Computer Interface,简称BCI)。

脑机接口,有时也称作“大脑端口”direct neural interface或者“脑机融合感知”brain-machine interface,它是在人或动物脑(或者脑细胞的培养物)与外部设备间建立的直接连接通路。在单向脑机接口的情况下,计算机或者接受脑传来的命令,或者发送信号到脑(例如视频重建),但不能同时发送和接收信号。而双向脑机接口允许脑和外部设备间的双向信息交换。

脑机接口包含两个方面。第一方面是大众比较感兴趣的:通过检测人的大脑信号,解码其中的含义,再用这个含义去控制机器,这里所说的机器可以是机械臂、无人机、电脑等等。但是从广义上讲,脑机接口还包括另一个方面:我们可以不只是被动地接收大脑信号,还可以把电、磁、声等信号传入大脑,来刺激或者调控神经回路的活动。目前,这种神经调控技术主要用于疾病治疗。

最近,马斯克刚刚宣布要花440亿美元吞下推特,就迫不及待在上面公布了他的脑机接口新进展。
他透露已经取得了美国食品和药物管理局的审批,将在今年进行人体实验:
Neuralink,是马斯克称旗下专门研究脑机接口技术的公司,未来五年的计划是让人类不必使用语言,直接通过大脑进行交流。

马斯克还设想,人们能通过脑机接口把自己的“记忆”、“意识”直接导出,或许有一天我们可以用U盘、存储卡来储存自己的“灵魂”,实现人的“意识永生”……
“脑机接口”一词最早由 Jacques Vidal 在1973年提出,当时并未受到重视。

直到有实验意外发现,对猫进行的相关实验可以提高癫痫发作阈值。随后进行的单例研究同样证明,类似的技术应用在癫痫患者身上的时候同样能够显著降低癫痫大发作的可能。这样的研究在临床领域引起了极大的关注,效仿者蜂拥而至。

短短五十多年,脑机接口在神经性疾病治疗方面已经显露的巨大优势,其他领域的应用场景更是数不胜数,被认为是改变人类未来的一项前沿科技。

脑机接口技术的应用前景非常的广阔,比如可以帮助人们直接通过思维来控制基于BCI接口的机器人,从事各种工作。脑机接口机器人不仅在残疾人康复、老年人护理等医疗领域具有显著的优势,而且在教育、军事、娱乐、智能家居等方面也具有广阔的应用前景。

医疗健康:医疗方向主要分为两个方向,分别是“强化”和“恢复”。现阶段以恢复类为主,因为更易实现。但显而易见,将芯片植入大脑,以增强记忆、推动人脑和计算设备的直接连接的“强化”方向具有更强的吸引力。

娱乐:可以与虚拟现实技术结合,无需额外的外设操控设备,可以直接通过思维来控制游戏中的角色,获得更加沉浸式的游戏体验。

智能家居:智能家居是脑机接口与IoT(物联网)跨领域结合的一大想象空间。在这一领域,脑机接口扮演的角色类似于“遥控器”,帮助人们用意念控制开关灯、开关门、开关窗帘等,进一步可以控制家庭服务机器人。

军事:在军事方面,BCI技术可以帮助军人更好地操控无人机、无人车、机器人等设备,代替军人或者特殊职业的人士从事各种危险的任务,以及在不适宜人工操作的环境中工作。也可以帮助军人获得能力上的增强,比如通过BCI控制外骨骼机器人提升单兵作战能力。

近50年来,关于“脑机接口”这一前沿领域的研究俨然已经从最初的科学幻想逐渐进入技术爆发阶段。2014年世界杯开幕式上,29岁的下肢瘫痪患者凭借由脑信号控制的机械外骨骼成功开球的一幕,至今仍然被口耳相传。但实际上,这远非脑机接口技术在可预见的未来仅有的想象空间。结合人工智能、神经生物学原理发展以及外部技术爆炸式的突飞猛进,脑机接口正在成为新一轮科技革命和产业变革的一项重磅议题。

脑机接口有望成为下一代人机交互技术,同时未来随着元宇宙的不断发展,以及脑科学的不断探索,脑机接口将成为继VR、AR之后下一代元宇宙入口。