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  • 1 # 科技行者

    腦機介面(或者人機介面),常被簡稱為BCI。它是指透過在人腦神經與具有高生物相容性的外部裝置間建立直接連線通路,實現神經系統和外部裝置間資訊互動與功能整合的技術。簡單來說,就是實現用意念控制機器。它意味著,人與機器的主要互動方式,除了手工輸入,以及近幾年興起的人工智慧語音互動之外,還可以直接透過大腦向機器發指令。

    不久前,日本京都國際先進電信研究所的研究人員已經宣佈成功研製出了這樣的裝置。當用戶在腦中同時思考兩項任務時,機器人可以自動識別下達的指令並執行。更特別的是,除了意念控制、多工處理、第三隻手臂這幾點炫酷的功能外,它還可能有助於提高使用者自身的多工處理能力。

    實現辦法是透過在頭皮上放置非侵入式電極,記錄執行任務時的大腦活動。然後使用某種學習演算法解釋這些電極記錄,區分與任務相關的活動模式。基於此,該學習演算法就會根據使用者意念控制機器人手臂的移動。

    而就在前兩週,美國國防部下的高階研究計劃署(DARPA)也宣佈其在研究非侵入式的人機介面,無需接線或植入就能在使用者大腦和外部機器之間傳輸高保真訊號。

    該專案被稱為N3計劃,其研究方向主要是兩個:其一,開發研究完全無需植入的技術;其二,開發“微侵入”式技術。

    下面對這兩類技術做一點解釋:

    完全無侵入式技術

    事實上,在DARPA之外,目前已經存在了大量非侵入式神經技術。例如將計算機簡單旋轉在頭皮上以繪製腦電圖,這種技術數十年來一直用於讀取大腦訊號,或者透過顱直流電刺激進行抑鬱症治療或提高運動能力。

    但N3計劃旨在實現新的非侵入式技術,它將匹配目前僅可透過嵌入腦組織植入的電極實現與神經元的直接對接——當神經元被“激發”時,裝置即可記錄電訊號活動或觸發射擊等其它操作。

    圖片比較了現有大腦介面技術與未來可能出現的新方案

    N3計劃要求非侵入式技術能夠讀取訊號,並將資訊寫入1立方毫米體積的腦組織內,這整個過程需要在10毫秒內完成。

    微侵入式技術

    這一概念由DARPA提出,旨在與“微創”概念區別開來——微創在醫學上通常代表著內腔鏡手術方法。但DARPA認為,他們所研究的大腦對接技術應該不需要這種小型切口。

    相反,微侵入式技術主要透過注射藥劑、藥丸甚至鼻腔噴霧的形式進入體內。DARPA設想,可以旋轉在神經元內部的“奈米換能器”,使其能夠在電子訊號發射時將電訊號轉換成可透過顱骨捕捉到的其它型別的訊號。

    據透露,在這項為期四年的計劃結束時,DARPA希望所有研究人員都能夠透過“國防相關任務”的形式演示其技術成果。例如,演示者可能會利用大腦訊號來駕駛無人機或控制戰鬥機模擬器(作為一名癱瘓的女性,Jan Scheuermann於2015年就利用腦部植入物實現了這一操作)。

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