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雷鋒網(wǎng)「新智造」按：本文為雷鋒網(wǎng)「新智造」欄目關(guān)于腦機(jī)接口創(chuàng)業(yè)市場(chǎng)的專題報(bào)道第二篇，在上一篇中我們報(bào)道了在腦機(jī)接口這個(gè)領(lǐng)域有過哪些比較出名的玩家（創(chuàng)業(yè)者、研究者），在本文中從現(xiàn)階段的技術(shù)實(shí)現(xiàn)和應(yīng)用分析未來(lái)腦機(jī)接口的發(fā)展方向。新智造作為雷鋒網(wǎng)旗下欄目，關(guān)注智能時(shí)代的創(chuàng)新與創(chuàng)造，目標(biāo)是找到這個(gè)行業(yè)還存在哪些機(jī)會(huì)。
在科幻的世界里，我們總有一個(gè)設(shè)想：
在未來(lái)，人類會(huì)慢慢地進(jìn)化成“半機(jī)器人”。屆時(shí)，人類會(huì)擁有機(jī)器的超高運(yùn)算能力，機(jī)器大腦讓我們?cè)絹?lái)越聰明；有超強(qiáng)的運(yùn)動(dòng)能力，高性能的機(jī)械四肢讓人能夠飛檐走壁；有超強(qiáng)的感知能力，人們能夠接收到之前肉身難以感知的超聲波等高頻波段；人類的一切病痛也都能夠通過更換機(jī)器器官來(lái)治愈，盲人能夠通過機(jī)器視覺重見光明，癱瘓患者能夠重新站起來(lái)……
這些設(shè)想雖看似科幻，但的的確確是我們目前科技發(fā)展的一個(gè)趨勢(shì)，甚至可以說是對(duì)未來(lái)的一個(gè)憧憬。以上種種場(chǎng)景都離不開一種研究——腦機(jī)接口。
在上周，新智造為大家報(bào)道了在腦機(jī)接口這個(gè)領(lǐng)域有過哪些比較出名的玩家，詳情請(qǐng)看 [這些公司和馬斯克一樣，想把大腦和機(jī)器連接起來(lái) | 雷鋒網(wǎng)]，接下來(lái)新智造就給大家簡(jiǎn)單介紹一下，這個(gè)領(lǐng)域一些現(xiàn)階段和未來(lái)的發(fā)展方向。
要想了解腦機(jī)接口技術(shù)的用途，還得先了解一下目前該領(lǐng)域的研究狀況。
在之前的文章中，新智造曾簡(jiǎn)單地提到了腦機(jī)接口的研究分類：侵入式和腦外式。其實(shí)在研究領(lǐng)域，更細(xì)分的來(lái)講，可以分為三種，除了前兩種之外，還有中間者——半侵入式。
那么這三種到底有什么不同呢？
首先，簡(jiǎn)單說一下大腦中的一個(gè)重要組成部分——灰質(zhì)。灰質(zhì)是大腦中的一種神經(jīng)組織，是中樞神經(jīng)系統(tǒng)的重要組成部分，由大量的神經(jīng)元胞體及其樹突聚集在一起形成。通常來(lái)說，把腦機(jī)接口植入到灰質(zhì)上，獲得的神經(jīng)信號(hào)會(huì)很強(qiáng)，質(zhì)量也非常高。
目前的腦機(jī)接口研究中所說的侵入式，就是直接把接口直接接入到這個(gè)位置。雖然這是最理想的腦機(jī)接口獲取信號(hào)的方式，但是以目前的研究現(xiàn)狀來(lái)說，有一個(gè)繞不過去的坎兒——移植后的異常反應(yīng)。別說機(jī)器，就是其他人或生物的器官移植到人身上，都會(huì)被人體的免疫系統(tǒng)識(shí)別為異體而做出防御反應(yīng)。把腦機(jī)接口直接植入到腦中極易引發(fā)這種免疫反應(yīng)。另外，體內(nèi)的愈傷組織會(huì)把植入時(shí)受破壞的組織重新愈合，長(zhǎng)成類似疤痕的組織結(jié)構(gòu)，時(shí)間長(zhǎng)了會(huì)對(duì)接口接收信號(hào)的質(zhì)量造成影響。
而之前提到的腦外式，通常都是把設(shè)備做成頭盔或眼睛等穿戴設(shè)備，直接戴在腦袋上，靠設(shè)備上的信號(hào)設(shè)備來(lái)采集大腦發(fā)出的信號(hào)波。不過這種方式所采集到的信號(hào)非常不穩(wěn)定，其主要原因一方面在于人腦中的顱骨對(duì)信號(hào)的傳輸有衰減作用，另一方面，神經(jīng)元發(fā)出的信號(hào)傳到腦外再被手機(jī)本身就會(huì)有擴(kuò)散效應(yīng)，讓信號(hào)很難被精確檢測(cè)到。
由于這兩者都比較極端，所以我們今天提到的第三種半侵入式也慢慢地成為了腦機(jī)接口主要的研究對(duì)象之一。半侵入式也會(huì)將接口植入腦內(nèi)，但一般都只是放到顱骨內(nèi)、灰質(zhì)外的地方，這樣既能夠減少顱骨對(duì)信號(hào)的衰減作用，又能盡量減少之前所說那種侵入式的不良反應(yīng)，只是這種方式仍然沒有侵入式所得到的信號(hào)優(yōu)質(zhì)，但已經(jīng)強(qiáng)于腦外式很多了。
說了這三種研究，接下來(lái)就要說說腦機(jī)接口技術(shù)的應(yīng)用方向。
目前來(lái)說，在腦機(jī)接口技術(shù)領(lǐng)域，主要的研究主力還在各大科研院所或高校，因?yàn)樵擃I(lǐng)域會(huì)涉及多個(gè)學(xué)科，并且在應(yīng)用層面還沒有十分成熟，還處于一個(gè)萌芽階段。現(xiàn)階段涉及最多的領(lǐng)域大概分成三塊：娛樂、恢復(fù)和增強(qiáng)。
在高校和科研院所方面，新智造詢問了幾個(gè)相關(guān)領(lǐng)域的研究生，經(jīng)了解，一般導(dǎo)師們都會(huì)建議學(xué)生在前兩項(xiàng)多做功夫，因?yàn)榛謴?fù)和娛樂是離實(shí)現(xiàn)最近的一種，而增強(qiáng)還帶著很濃重的科幻色彩。
娛樂機(jī)中VR
業(yè)界人士告訴新智造，目前在娛樂方向做的最多的是腦外機(jī)，之前新智造也相應(yīng)提到過幾家公司，他們分別利用腦機(jī)控制一些外部的機(jī)械裝置（比如讓兔耳朵立起或趴下）或用其玩一些移動(dòng)設(shè)備上的軟件游戲。
「不過這些東西都有點(diǎn)low，并沒有什么實(shí)際功效，頂多就是嘗嘗鮮，要說真正的娛樂向的東西，還得在虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備上」。
新智造在之前的報(bào)道中，并沒有對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用的腦機(jī)接口進(jìn)行說明，但是業(yè)界人士均向新智造表示，這是一個(gè)重要方向。
經(jīng)了解，腦機(jī)接口的原理其實(shí)是一個(gè)閉環(huán)，即從腦到機(jī)再到腦的信號(hào)互相反饋，比如腦神經(jīng)發(fā)出信號(hào)，機(jī)器捕捉信號(hào)，然后進(jìn)行編碼，用機(jī)器解析，然后機(jī)器再向腦部進(jìn)行反饋。當(dāng)然，這個(gè)閉環(huán)也可以做成單向的，比如“腦到機(jī)”或“機(jī)到腦”。
從現(xiàn)在的虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備的研發(fā)來(lái)看，雖然從設(shè)備中人們看到的是一個(gè)類似真實(shí)的環(huán)境，但是這僅僅局限于視覺感官的虛擬現(xiàn)實(shí)體驗(yàn)，而人類對(duì)設(shè)備中的環(huán)境并沒有感知，這就造成了虛擬大于現(xiàn)實(shí)的體驗(yàn)。
舉個(gè)例子，假如你在虛擬世界中與人接觸，握手的時(shí)候就很難得到真實(shí)的觸感。
而這個(gè)問題就能夠通過腦機(jī)接口來(lái)解決。機(jī)器通過編碼給大腦以反饋，讓人類直接在腦中形成觸覺認(rèn)知即可。
雖然說起來(lái)非常簡(jiǎn)單，但是實(shí)現(xiàn)起來(lái)難于登天，主要在于反向編碼極其困難，目前的研究也沒有什么好的解決方法，加上人類的觸覺感知難以量化，所以，想要達(dá)到這方面的目標(biāo)還需要很長(zhǎng)很長(zhǎng)的路要走。
另外，想達(dá)到上述的感知效果，腦外接口的方式是肯定行不通的，但是，設(shè)想一下，為了打游戲在腦上打個(gè)洞，以目前人們對(duì)該技術(shù)的認(rèn)知和理解來(lái)看，是行不通的，這方面只能等到技術(shù)完全成熟，侵入式腦機(jī)接口的實(shí)現(xiàn)跟打耳洞一樣保險(xiǎn)才行。
醫(yī)療中的恢復(fù)用途
有從業(yè)者向新智造表示，雙向的腦機(jī)接口才是最理想的形態(tài)，但是目前由于技術(shù)有限，單向的研究者居多一些。在單向之中，從腦到機(jī)占一大部分，然而現(xiàn)實(shí)情況是，從機(jī)到腦的需求要遠(yuǎn)大于腦到機(jī)。
簡(jiǎn)單來(lái)講，從機(jī)到腦如果用于醫(yī)療，可以解決非常非常多的問題。
比如，讓盲人看見東西、讓聽障人士聽見聲音、甚至是讓截肢人士重新?lián)碛幸浑p有觸覺的手，這都是從機(jī)到腦的腦機(jī)接口技術(shù)能夠解決的問題。
但是問題還有許多，主要核心還是剛才說過的，反向編碼極其困難，無(wú)法實(shí)現(xiàn)種種方式。另外，就算反向編碼成熟，也只能讓有過體驗(yàn)的人恢復(fù)感知，如何讓先天就有感知缺陷的人獲得跟正常人一樣的感知能力，那就是另一個(gè)議題了。
目前在醫(yī)療恢復(fù)方向，更多的是做從腦到機(jī)的腦機(jī)接口研究。目前已經(jīng)有很多研究團(tuán)隊(duì)在這方面進(jìn)行了研究，并有了一些成果。比如讓癱瘓人士用腦機(jī)設(shè)備控制機(jī)械臂，來(lái)做一些抓取的動(dòng)作。不過，這些技術(shù)還遠(yuǎn)未成熟，更多的是在工程上有些新的辦法和突破，而在如何利用神經(jīng)信號(hào)精確的操作物體，還尚在研究之中。
半機(jī)器人的增強(qiáng)
腦機(jī)接口技術(shù)的終極形態(tài)，一定是在增強(qiáng)人類能力方面做文章。
比如去年DARPA啟動(dòng)的一項(xiàng)顱內(nèi)芯片研究項(xiàng)目Targeted Neuroplasticity Training（ 以下簡(jiǎn)稱TNT），該項(xiàng)目的論文中提到，DARPA將利用“顱內(nèi)芯片”來(lái)幫助人提升學(xué)習(xí)能力、邏輯運(yùn)算和記憶力。
其實(shí)增強(qiáng)遠(yuǎn)不及此，腦機(jī)接口讓人類能夠在身上安裝各種延伸的機(jī)械裝置，讓人成為運(yùn)動(dòng)能力超強(qiáng)的生物，通過增強(qiáng)感知能力（比如增加接收超聲波等超頻段的信息），人類不再是夜盲的生物，甚至讓人通過不斷地更換身體機(jī)械零件從而得到永生……雖然這種預(yù)想還得N年之后才能實(shí)現(xiàn)，但是想想讓人既興奮又害怕。
先不說技術(shù)難題的解決，首先，在增強(qiáng)方向，倫理這一關(guān)就很難過去。以至于目前很多國(guó)家地區(qū)都出臺(tái)規(guī)定，腦機(jī)接口研究禁止放到患者以外的健全人身上。
雖然腦機(jī)接口看起來(lái)會(huì)是未來(lái)醫(yī)學(xué)/其他科技的發(fā)展趨勢(shì)之一，但是資本市場(chǎng)對(duì)這塊并沒有太熱衷。其主要原因還是這個(gè)領(lǐng)域離落地還有段距離。腦外太弱，做成玩具不是剛需，腦內(nèi)投入大、風(fēng)險(xiǎn)大。
正在做相關(guān)研究的學(xué)生向新智造透露，其實(shí)目前已經(jīng)有一些研究能夠用于實(shí)際用途了，并且效果還不錯(cuò)，但是都屬于實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)品，價(jià)格巨貴，不是一般人能夠承受得了的，所以，如何在不影響效果的情況下降低成本也成了該領(lǐng)域發(fā)展的一個(gè)阻礙。
近日特斯拉、SpaceX的創(chuàng)始人Elon Musk成立了一家醫(yī)療公司Neurallink，利用的正是腦機(jī)接口技術(shù)，從而讓腦機(jī)接口創(chuàng)業(yè)受到大量關(guān)注。那么，Musk能否促進(jìn)腦機(jī)接口的落地，投資人又將如何看待腦機(jī)接口的市場(chǎng)前景，新智造將持續(xù)報(bào)道。
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