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重磅!鉆開腦殼連接芯片,鋼鐵俠打造最新腦機接口:已實現猴腦控制電腦!

2019-07-18 13:09:21 來源:EETOP
科幻電影《黑客帝國》設想了一個由人工智能和機器人掌控的高科技世界,其中的一個未來科技就是腦機接口,通過這一技術,人類的大腦能夠與矩陣系統連接并相互溝通。如今這項技術已經接近實現!

7月17日,現實版“鋼鐵俠”--特斯拉CEO馬斯克為旗下神經技術初創公司Neuralink站臺宣傳,發布了腦機接口系統,芯片可直連大腦。用戶可通過這一技術無線連接iPhone等電子設備,完成程序控制。
 

埃隆·馬斯克旗下的神經網絡公司(Neuralink)是一家開發腦機接口系統的公司,在7月17日這家公司首次展示了研發的一些技術。目標是在癱瘓的人群中植入該設備,幫助他們控制手機或計算機。根據馬斯克的介紹,該系統已進行動物實驗,一只猴子已能用大腦控制電腦,并且可能在2020年第二季度開始人體實驗。
 

據悉,這一接口系統比人類的頭發更小,它的寬度只有4至6微米,除了體積較小之外,腦機接口系統的另一大特點是自動嵌入所需連接的機器。
 

馬斯克對神經網絡的研究還做了大量介紹,盡管他說這不僅僅是為了炒作。“這次演講的主要原因是招聘”馬斯克說,希望能招納更多人才開發這一技術。神經網絡公司總裁馬克斯·霍達克(Max Hodak)也上臺并承認他最初并不確定“這項技術是個好主意”,但馬斯克說服他繼續研發這一技術。
 

馬斯克宣布該公司已經開發出一套腦機接口系統:
 

利用一臺神經手術機器人向大腦內植入4-6微米粗細的線,就可以直接通過USB-C接口讀取大腦信號,甚至可以通過iPhone進行控制。
 

據介紹,該技術有望在2020年開始進行人體測試。當天,馬斯克在視頻網站Youtube上進行了直播演示,并稱“猴子已經能用大腦控制電腦了。”馬斯克說,這種芯片將有助于“保護和增強你的大腦”,并“最終與人工智能實現一種共生”。
 

馬斯克旗下公司的腦機接口植入方式。
 

按照Neuralink的方法,將只有人類頭發四分之一寬度的細線通過特殊的手術機器人 “縫”入大腦,由1024根線組成的“線束”附在一個小芯片上,其中10根將植入皮膚,每一根都可以無線連接到耳朵后面的一個可穿戴、拆卸、升級的設備,而這個設備可與手機無線通訊。
 

要實現這樣一套系統,涉及到三個核心技術:植入的大腦的“線”、用于植入的神經手術機器人以及用于讀取大腦信號的芯片
 

科技媒體The Verge報道稱,這套腦機接口第一個重大進步是“線”,線的寬度為4至6微米,相當于人頭發絲的1/10,相比于目前使用的材料更不容易損壞大腦,并且可以傳輸更多的數據。這些線分布在96個線程中,每個陣列多達3072個電極。
 

另一個重大進步是用于植入線的神經手術機器人。這一機器人被形象地命名為“縫紉機”,因為它的工作原理與縫紉機類似——一針一針地將線植入大腦。該機器人每分鐘能夠植入六根線,還可以精確地避開血管等其他組織。
 

 

這個機器人的工作方式就跟一臺縫紉機一樣,一針一針地把線插入到腦中:

“縫紉機”如何將線埋入大腦。

Neuralink的第三大突破是開發了一種定制芯片,能夠更好地讀取,清理和放大來自大腦的信號。芯片通過線束與大腦連接,每一根線束由1024根線組成。附著在芯片上的線束每一根都可以無線連接到耳朵后面的一個可穿戴的、可拆卸的、可升級的“吊艙”似的設備,并且這個設備可以與手機無線通信。

不過現在,這一芯片只能通過有線連接傳輸數據(它使用USB-C)

 

但最終的目標是創建一個無線工作系統。

 

為此,Neuralink打算植入其中四個傳感器,其中三個位于運動區域,另一個位于體感傳感器區域。它將無線連接到安裝在耳后的外部設備,后者將包含唯一的電池。

定制芯片的大小

不過,目前該公司仍在研究老鼠的階段。技術如果有效,Neuralink還計劃測試實現更高帶寬的大腦連接,使用新型的“線”連接,記錄更多神經元活動。馬斯克在演講中說:“有了這個高速寬帶的腦機接口,我們可以搭上特快車,而人類就能在與人工智能的融合中作出更多的選擇。”

 

按照Neuralink計劃,他們將在2020年第二季度進行人體試驗。不過,有認為這項技術的人體試驗想要通過美國食品藥品管理局(FDA)的批準可沒有那么容易,馬斯克將面臨的挑戰比把火箭送入太空更加艱巨。

Neuralink設計的電極不僅可以從神經元中讀取大腦,還能將信號“寫入大腦”。根據CNET報道,神經連接科學家菲利普薩貝斯說,“你可以在大腦中使用這項技術來恢復觸覺或視覺”。

Neuralink 的短期目標之一,是要讓肢體殘障人士利用這套系統來做一些以前做不到的事情,從而大幅度提升他們的生活質量。馬斯克在發布會上說道:“在你認識的人里面,可能有人摔斷了脖子,或是脊柱損傷,我們現在只要一個芯片就能解決他們的問題。”

腦機接口系統工作原理。
 

不過對于這項技術的應用前景,也有業內人士提出了自己的擔憂,認為神經連接的侵入式方法有風險。
 

據CNET的報道,卡耐基梅隆大學生物醫學負責人何斌支持以非侵入性的方式發展腦機接口。他說,如今一些癲癇患者植入了數十根電線來監測大腦活動,但在普通人群中,這樣植入大腦的電線可能會造成風險或者潛在地損害大腦的工作。
 

神經反饋Neuroboost的創始人、內科醫生菲利普海勒(Philipp Heiler)去年對商業媒體Business Insider表示,該系統存在風險。海勒說:“當醫生打開病人頭骨來整合腦機接口時,會有很多風險,包括腦損傷、炎癥和瘢痕的風險”。
 

也是Business Insider的采訪中,在來自德國弗萊堡大學生物醫學微技術系的托馬斯斯蒂格利(Thomas Stieglitz)則直接指責Neuralink不切實際。他稱,Neuralink的長期目標聽起來好得令人難以置信。“我認為Neuralink的長期目標是不切實際的,或者至少以這種方式說出它們是不可信的,”斯蒂格利茨說,“除非所有這一切都很清楚,否則根本不可能將知識上傳到其他地方,然后將其上傳回大腦。雖然它可能會成為偉大的科幻小說,但實際上它只是胡扯”。“
 

Neuralink成立于2016年,最初馬斯克以“醫學研究”的名義在美國加州悄悄注冊成立了這家公司。Neuralink最初目標是幫助人們處理大腦、脊髓損傷或先天性缺陷。這項技術可以幫助那些失去行動能力或感覺能力的截癱患者。但其長期目標為建立一個“至關重要的超級智能系統”,將人類與人工智能結合。
 

馬斯克曾表示,該公司將致力于研究腦機接口技術,在人腦中植入電極,將人類大腦和計算機相連,未來可以直接上傳和下載想法。他們的目標是消除大腦與機器之間的隔閡:無需通過手機把想法傳達給另一個人,而是把想法直接從一個人的大腦轉移到另一個。
 

腦機接口,常被簡稱為BCI。它是指通過在人腦神經與具有高生物相容性的外部設備間建立直接連接通路,實現神經系統和外部設備間信息交互與功能整合的技術。簡單來說,就是實現用意念控制機器。它意味著,人與機器的主要交互方式,除了手工輸入,以及近幾年興起的人工智能語音交互之外,還可以直接通過大腦向機器發指令。
 

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