腦機接口:從科幻中走出來的新技術

人民中科cognitive 發佈 2022-11-28T12:46:57.328470+00:00

腦科學問題是人類社會面臨的基礎科學問題,是人類理解自然和理解人類自身的重要研究方向,腦機接口是該領域的有效探索手段之一。

腦科學問題是人類社會面臨的基礎科學問題,是人類理解自然和理解人類自身的重要研究方向,腦機接口是該領域的有效探索手段之一。

最近十年,隨著AI的發展,電極材料、信息採集能力等技術的突破和提高,腦機接口技術從實驗室走向生活。


在國家戰略的引領下,在科技創新不斷更迭促進下,在人民大眾的期待關注下,腦機接口技術將在面向世界科技前沿、面向國家重大需求、面向人民生命健康的科技創新主戰場上發揮重要作用。


01

進擊的智能:腦機接口


腦機接口是指在人或動物大腦與外部設備之間創建的直接連接,藉此實現腦與設備的信息交換。


腦主要由神經元組成,是人體的控制器,它通過我們的眼睛、耳朵、皮膚獲取到外界的信息,同時也會向我們的肌肉發出控制信號。


如果把人體比作一台電腦,那麼眼睛、耳朵就是滑鼠鍵盤,是輸入設備;肌肉、聲帶就是顯示器、印表機,是輸出設備。而腦機接口就是跳過基於肉體的一些生物學功能,讓腦直接和機器實現信息交換的設備。



目前腦機接口技術的應用主要分為侵入式腦機接口、非侵入式腦機接口。


侵入式腦機接口

指在大腦中植入電極或晶片


人的大腦中有上千億個神經元,通過植入電極,可以精準地監測到單個神經元的放電活動。但這種方式會對大腦造成一定的損傷,電極的植入不但會損傷大腦神經元,也會有感染的風險。


在大腦中植入電極後,周圍的膠質細胞會逐漸將電極包裹起來,電極監測到的神經元活動會越來越少。幾年甚至幾個月後,電極就完全監測不到神經元活動,如果需要再次使用,就得重新植入電極,再次經歷風險。



非侵入式腦機接口

指頭戴式的腦電帽


它主要是使用腦電帽上的電極從頭皮上採集腦電信號。這種方式可以在頭皮上監測到群體神經元的放電活動,主要缺點是不夠精準。


此外,頭戴式的腦電帽雖然不會損傷大腦,但每次使用時都需要先洗乾淨頭髮,再往腦電帽的電極中注入導電膠,操作起來十分麻煩。



正如電影《黑客帝國》中,現實世界的人類需要通過插入連接器的方式進入到「母體」世界中。這種「腦後插管」的方式便是典型的侵入式腦機接口。與之對應,像《刀劍神域》《頭號玩家》中的遊戲頭盔是非侵入式腦機接口。


02

腦機接口產業的未來願景


作為人體中最複雜的器官,我們對大腦的了解還太少。隨著腦科學的發展,腦機接口的功能也會越來越強大。使盲人復明,使癱瘓者行走,使聾啞人開口說話,這些傳說中的神跡會因科學來到人間。


在其他領域,腦機接口被認為是元宇宙的終極解決方案,是人與人、人與世界溝通方式的革命。


近日,中國信通院正式發布《腦機接口總體願景與關鍵技術研究報告(2022年)》,針對腦機接口這一前沿領域,從科研攻關、產品研製進行研究,並提出了一個願景:「腦智芯連,思行無礙」



01 腦智芯連 思行無礙


「腦」寓意為大腦和思維意圖,「智」寓意為人工智慧和類腦智能,「芯」寓意為以晶片和計算能力為代表的外部設備,「連」有通訊、接口、內外連接與協同三重含義。


通過「腦智芯連」的科學融合,實現「思行無礙」的目標,即期待大腦及人類智能和外部設備相互連接後,人類的思想和行為控制之間,不再有疾病和空間的阻礙;人類的能力得到顯著增強,大大降低神經疾病帶來的痛苦。



02 準確、高效、穩定、易用、安全


腦機接口願景的實現前提是滿足「準確、高效、穩定、易用、安全」五大需求。


即腦機接口系統應具有準確的大腦意圖解碼算法;高效的信息解碼效率,快速地反饋響應和執行任務;穩定的設備性能與抗干擾能力;易用、輕便、舒適的使用體驗;安全和符合倫理要求的植入、採集和信息傳送保障。


03 產學研用醫政


腦機接口的創新發展有賴於「產學研用醫政」協同創新體系的搭建。


腦機接口的廣泛應用落地需要關鍵技術的突破,工程技術的革新,科研工具平台的支撐,標準體系的推動、測試驗證體系的完善,科技倫理的共識,以此來不斷突破發展瓶頸,迎來更大的應用空間。因此,腦機接口產業需要建設創新協同體系,促進多學科協作、多行業協同。


03 腦機接口產業的應用場景


目前,腦機接口主要用於醫療康復領域,人工耳蝸便是最普遍的臨床應用。


此外,通過在大腦視覺皮層中植入的電極,佩戴裝有微型相機的眼鏡,西班牙一名失明患者再次「看見」了紙上的字母、圖形等。通過深腦刺激,帕金森病可以得到一定程度控制。在治療抑鬱症、阿爾茨海默症等方面,腦機接口也被寄予厚望。


在教育、智能家居、軍事等領域,腦機接口也有廣泛的應用場景:通過可穿戴設備進行神經反饋訓練以提升注意力,腦控智能家居,幫助士兵完成危險環境中的任務等。


除了數據輸出,科學家還期待像科幻作品所描述的那樣,進行數據的反饋和輸入,實現雙向腦機接口。


例如,將知識處理後植入大腦,使人們瞬間知曉天文地理;或者將記憶上載至「雲端」,隨時寫入和讀取;甚至在大腦之間進行實時數據傳輸,讓人們無需語言便可自由交流,實現「心靈感應」……以腦機接口為起點,這些瑰麗想像擘畫了人機融合的宏闊遠景。



不過,目前腦機接口技術仍需破解諸多難題:大腦中約有860億個神經元,而人類所能捕捉的只是滄海一粟;植入材料可能引發大腦排異反應,或因移動造成腦損傷;更重要的是,人們對神經系統極為複雜的運作機制認識還很淺顯,對大腦高級功能如情感和記憶了解更少。


不僅如此,當腦電波被感知、記錄,人的思維處於全面暴露的風險之中,隱私安全問題愈加凸顯。



隨著人機進一步融合,技術與人類社會關係也引發新的思考。技術往往是中性的,如何應用才是決定其「善惡」的關鍵。人們期待,越來越成熟的腦機接口技術能夠改善健康,增強人體機能,幫助人類突破自身局限,享有更多福祉。


責編:孫浪
監製:李紅梅


文章參考:
1.《腦機接口總體願景與關鍵技術研究報告(2022年)》中國信通院
2.《進擊的智能:腦機接口》南開大學人工智慧學院
3.《腦機接口難題不少(科技大觀)》人民日報
4.《人腦給AI打工?給保安帶上腦機接口,眼睛識別違禁品,0.3秒自動標記結果》澎湃新聞

5.《「腦機接口」火了,還有哪些難題待解?》新華網

關鍵字:

好吃到老媽不想煮飯了!彈嫩爆汁的熟成炙燒松阪豬

2021-07-21T02:53:28.638725+00:00

十分鐘上桌的美味,堪比日料主廚在我家

我是個肉食主義者,非香不吃、非嫩不愛那種!
口袋名單小則小吃,貴則高檔餐廳…反正吃遍各種肉就對了!
唯一困擾是,外食都幾千幾千花,對吃貨來說,算是種奢侈的困擾吧(笑)
對了!我尤其特愛松阪豬,那種彈牙刷嘴、再加上炙燒的微焦香
啊嘶~(無法文字形容啦)

但在居家後,一切變了樣…
受不了老媽堅持的「營養三餐」,我買了生的松阪請她煮,沒想到幾千塊的肉,被煮得外焦內生,全家拉了整晚的肚子。

我飯友聽後笑翻,貼這款節目推爆的【火神鹽燒松阪豬】
超大塊松阪都幫你料理好~

『只要加熱,真的好吃嗎?』
我直接回答你:連我這個挑嘴的,都吃得心福口服!
不知道什麼熟成技術,居然重新加熱後…
一咬肉汁滿到滲出來,口感也是很彈嫩到無法挑惕…
完全不比餐廳差,多包還很超值
再也沒人吵著叫外送了XDDDD

老媽看阿隆師教的料理影片後,她表示:「以後買這款人家弄好的,省得三餐還要油煙吸到臭頭」🤣

我們後來也買了他們家的舒肥雞跟鴨胸
只能說,這根本三餐的料理救星!

 

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