利用人腦控制設備的想法已經存在了幾十年。然而,直到最近幾年,BCI才開始顯示出它的實際潛力。
一名截癱退役士兵意外加入了一項科學實驗,他穿著設備,用意念操縱人工混血生物代替他完成各種動作。這是2009年上映的科幻電影《阿凡達》所描繪的場景,這座看似無邊無際的橋梁正在從銀幕走向現實。實現這一現象的技術是腦機接口。
在介紹腦機接口之前,我們有必要了解一下人腦。
大腦是人體中最復雜的組織,也是一個精致完美的信息處理系統。
其中,大腦皮層作為控制和調節身體運動的最高中樞,分為五個功能區,即精神功能區、視覺區、聽覺區、感覺區和語言區。它支配著體內的一切活動,調節著身體與周圍環境的平衡。也就是說,不同類型的腦機接口需要從不同功能區的大腦皮層獲取信號。
什么是腦機接口?
腦機接口的實現是通過信號采集設備從大腦皮層采集腦電信號,讀入計算機,分析提取其中攜帶的特征信息,然后對信號進行預處理,提取特征信號,再利用這些特征進行模式識別,最后轉換成控制外部設備的特定指令,從而實現對外部設備的控制。
其實腦機接口的概念早在1973年就已經提出,但由于當時技術的限制,腦機接口還處于科學幻想階段。近年來,隨著人工智能、大數據、神經生物學、傳感器等技術的進步,腦機接口迎來了新的突破,開始進入快速發展階段。
目前腦機接口的落地場景主要在醫療、娛樂、教育等領域。具體來說:
在醫療領域,用于運動控制的腦-機接口系統記錄與思維、感知和運動意圖相關的神經活動,將腦信號解碼為輸出設備的命令,并通過輸出設備執行用戶預期的動作。用于感覺增強的腦-機接口系統將環境刺激轉換成可以被中樞神經系統解釋的神經信號。
這兩種系統都有可能通過促進用戶與環境的互動來減少殘疾。腦-機接口(BCI)技術用于康復環境。它可以用作神經假體來替代失去的功能,也可以用作潛在的可塑性增強治療工具,旨在加速神經恢復。受益于運動和體感腦機接口系統的人群包括脊髓損傷、運動神經元疾病、截肢和中風患者。
在娛樂領域,當腦機接口技術成熟時,用戶將不再需要佩戴ar或VR等任何外部成像設備,而是在大腦中植入一個芯片,通過模擬神經信號訪問虛擬世界,從而獲得逼真的體驗。
此外,有投資機構預測,腦機接口將成為下一代人機交互技術的腦機接口,也將成為元宇宙的終極訪問方式。
在教育領域,腦機接口將有助于緩解教師短缺,擴展學生的認知能力,增強他們的學習體驗。同時,腦機接口可以通過測量和控制腦信號,提高學生的學習能力和自我管理能力。
科技巨頭正在加速搶灘。
廣闊的商業化前景引起了科技巨頭們的關注,代表性的就是埃隆馬斯克創立的Neuralink。該公司成立于2016年,主要從事計算機和腦融合技術的研發,將微型電極植入大腦,未來可能會上傳和下載想法。
近年來,Neurolink發布的多項研究成果引起了廣泛關注。最新的進展是,2021年4月,Neurolink發布了一段時長超過三分鐘的視頻。
在視頻中,一只大腦被植入芯片的猴子控制光標
當然,除了Neuralink,許多科技公司也進入了腦機接口電路:2015年成立的公司Paradromics致力于通過腦機接口技術,使盲、聾、癱患者重新獲得與外界的交流和聯系。Synchron公司成立于2017年,致力于微創神經接口技術的研發。該公司于2022年5月宣布,它開始了第一次名為“命令”研究的人體臨床試驗.
我們認為腦機接口是一項具有重大科學意義和廣闊應用場景的技術。雖然腦機接口行業目前處于商業化探索階段,但隨著參與人數的不斷增加,必將推動這一行業的蓬勃發展。
然而,需要指出的是,科學的發展總是一把雙刃劍。腦機接口在造福人民的同時,也面臨著安全、倫理等重要挑戰。腦機接口可能導致身體排斥、感染和對大腦信號的誤解。同時,腦機接口可以讀取大腦信息,可能帶來信息泄露、惡意操縱等風險。
因此,在為腦機接口叫好的同時,我們也應該謹慎,建立腦機接口的禁區,促進腦機接口的理性發展。
寫在最后:
《腦機接口標準化白皮書 2021》數據顯示,2019年,全球腦機接口市場規模達到12億美元,預計到2027年市場規模將達到36億美元,年復合增長率約為14.7%。
目前,腦機接口正處于快速發展時期??梢灶A見,隨著科技的不斷進步,腦機接口將被應用到更多的領域,產生巨大的經濟和社會效益。
馬斯克加速搶灘!一文了解腦機接口 瓢潑大五彩繽紛雨滾滾東流9. 歲月,是一首詩,一首蘊含豐富哲理的詩,歲月是一峰駱駝,馱著無數人的夢想。48.環保(的) environmental protection / environmentally friendly77.天時不如地利,地利不如人和。 浣溪沙 晏殊天長路遠魂飛苦,夢魂不到關山難。癱瘓,芯片,醫療,馬斯克,科技巨頭64、The older the wiser. |