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腦機融合技術或許會成為未來人工智能的一個熱門方向

來源:--     編輯:創澤   時間:2020/4/18   主題:其他 [加盟]

“腦機接口”,也稱作腦機融合技術,就是通過芯片和傳感器,用大腦控製各種設備,這或許會成為未來人工智能的一個熱門方向。2019年夏天,被稱作“美國科學狂人”的馬斯克就宣布取得了這項技術的突破,目前已經可以做到在猴子腦內植入芯片後,猴子通過大腦成功操控電腦。如果這項技術應用到人類身上,不僅能治療大腦損傷和缺陷,還能大大增強人類的認知與行為能力。

遙遠的夢想——科幻機器人

現在我們有很多對未來人工智能的想法都是科幻小說帶來的。科幻小說的鼻祖叫艾薩克·阿西莫夫,他在上世紀50年代就寫了一本書叫《我,機器人》。書中講述了一個Robot(機器人)瞧不起正常人類,它說人類真沒用,要睡覺,這麼脆弱等等。艾薩克·阿西莫夫那個時候想的機器人,它就是一個智能體,在上世紀50年代的科幻小說是可以出現這個的。但是我們知道,事實上人工智能能夠做到的極為有限。我們看到的機器人展覽,那些機器人的動作都是非常緩慢的,隻能做一些固定的事情。

所以我們的機器人製造、人工智能現在需要的是什麼呢?我們需要多感覺。比如像疊杯子這類動作就需要多感覺,需要視覺、觸覺很快地整合,然後再把感覺運動轉換成機器手的運動。機器人還需要進行記憶提取,提取出關於這個杯子應該放在什麼地方,需要運轉什麼程序,要做什麼工的記憶,然後再製定關於怎麼樣去疊的計劃,之後再去執行。但這些行為現在的機器人還做不到,我們目前還沒有一個機器人能夠達到這樣的地步。也就是說,科幻小說雖然給我們帶來了一些想象,但是也帶來了很多錯誤的期待、期望。這對科學家、對技術的研發來說,都是一個錯誤的期望,是目前還達不到的期望。

腦機融合初試鋒芒

人工智能的能力有限,但是已經很有用了。比如怎麼樣分析我們大腦的電信號,我們大腦不斷地向頭皮發出腦波,因為頭皮是濕的,有水分,所以它可以放置電極,電流可以流到外頭來。大腦裏麵的活動實際上可以反映在大腦的頭皮上麵,所以頭皮上電極可以測到各種波,但是這些波是成千上萬的神經元在裏麵活動造成的整體的結果,我們很難從這裏麵去解碼,告訴你到底是哪個神經元,或哪個腦區造成的活動。但是,假如你有大量的腦波數據,又能夠有大量的腦內思緒的標記,比如你想用腦波來控製機器手,那麼在想有動作的時候,可以用人工智能的算法分析腦電對應著的想法,以後慢慢就可以準確地用來控製這個機器手了。但事實上這個信號怎麼來的,並沒有真正能夠解碼,但是已經可以用了。

抑鬱症出現時的腦波是異常的,但是不知道為什麼會有這樣的腦波,假如能夠很準確地把異常腦波對應到抑鬱的症狀,腦波的模式就變成一個抑鬱症的指標了。

所以,將來由於使用大數據,就可以解釋很多事情,可以有很多用途,雖然我們不知道這些數據本身是如何產生的。醫療數據也是這樣,醫療係統裏每個人都有很多數據,這些數據能夠判斷此人是否有病,有什麼樣的病,包括麵部的表情、走路的狀態都是數據。假如這些數據都收集起來了,就可以判斷有某種病的人,他有一組特殊的數據是最匹配的。機器不斷去學,成千上萬病人的數據都有了,機器都學過了,可能就可以認出來某一些組合的症狀,代表某一種病。雖然我們不知道為什麼會如此,會有這樣的表型,但是我們可以利用這個表型來做疾病的診斷。最近腦機接口是一個很熱門的研究方向,腦機接口的應用相當廣。首先,腦機接口有兩類,一種是非侵入式的,一種是侵入式的。像腦電波,就是電極放在頭皮上麵的,是非侵入式的。非侵入式的應用會非常廣,比如通過腦波診斷來判斷大腦的狀態,做疾病的診斷。可以用腦波來控製外麵的機器、外骨骼係統,比如癱瘓的人可以用腦波來控製外麵的器械幫助走路,這些都有可能,馬上就可以用的。另外一種是侵入式的,侵入式的直接把電極插入到大腦皮層。侵入式的好處是它可以記錄更多、更準確的大腦的反應。如果隻看外麵皮層的電位,不能夠確定腦內活動的源頭,所以侵入式可以更好地用來操縱外麵的器械。美國現在已經出現可以幫助人走路的設備,利用的就是侵入式的電極,這在醫療上很有用途。

有些閉環式的腦機接口,可以調控大腦的功能。比如說想睡覺了,或者想要一個不想睡覺的人進入睡眠,可以非侵入式地記錄他的電波,然後根據腦的狀態做反饋腦刺激,利用另外一個接口,來刺激大腦,也是非侵入式的,讓大腦進入睡眠態,或者進入清醒態,這都是很有用的。睡眠有問題的人,很多人吃安眠藥都無效,假如有很好的腦機接口的調控模式,就是一個非常有效的工具。該裝置還能讓長途司機保持清醒,觀測他的大腦狀態,改變他的大腦狀態,讓他能夠正常工作。


如何讓腦科學研究造福人類

類腦人工智能這個前沿的科技會帶來很多的社會倫理問題,比如說現在有技術可以做到控製大腦,通過電刺激來讀取大腦的信息。但誰有權來控製這個?你的父母可不可以做這個?你的醫生什麼情況下可以調控你的大腦?這個是要有倫理標準的。

我們現在研究大腦,研究腦疾病、藥物治療,各種的康複手段都是用來修複大腦、保護大腦的,但是我們還有能力可以增強大腦的機能,增強大腦智能。這種增強就像運動員吃興奮劑一樣,他可能會跑得比別人更好。但是這項技術我們也是不被允許的。

還有就是人工智能可以取代哪些職業。現在的大公司都想發展通用人工智能、通用機器人。這並不是像以前一樣,機器人都做一樣的工作就可以,現在要做的是更強的機器人,並實現用機器人來取代人。大公司當然願意要這種技術,因為它省錢,而且一天24個小時都可以操作。如果這樣的話,將來就可以不要工人了。但若一些職位的工人將來被取代的話,我們的社會上就會出現勞工問題、失業問題。假如有一天,人類給予機器人自主思考的能力,有真正跟人差不多的一群機器人出現,那時候社會應該是怎麼樣的一個社會,這需要我們認真考慮,這也可以算是倫理的問題,是社會問題。我們必須要設計屬於我們的一種模式,關於將來發展出來的人工智能要怎樣管控,怎樣服務人類、造福人類,並且不會造成社會危害,這都是我們的社會要定的標準。

以原子彈為例,科學家研發出鏈式反應,知道可以釋放能量,之後物理學家造出原子彈。但是也有物理學家認為,這是一個可以用來創造能源的方式,之後核能就出來了。所以怎麼樣能夠管控核武器,發揮核能的優勢、好處,怎麼樣讓這個新技術、新發展服務造福人類,這是政治家、政府和全社會的問題,我們要事先考慮到這些問題。

我們近期出現的勞工問題,關於應用能力很強、可以取代勞工的機器人,就光這件事情,我們就需要有相應的對策。社會有自己調控的能力,我們對人類社會、對自己有信心。我們可以對新科技進行調控,使它多為我們人類造福,而不是造成危害。未來10年,我們國家會大力支持腦科學的研究。我們國家正在考慮2030創新重大項目,我們稱之為腦科學與類腦研究。這個內容的主體是做基礎研究,做腦認知功能的神經基礎。我們不僅要知道大腦的神經環路,知道它的功能,也要知道大腦的神經環路是怎麼發育出來的。在這個基礎研究的主體之外還有“兩翼”,我們叫“一體兩翼”。我們一邊希望能夠研發出各種腦機接口,比如說用大腦的信息如何控製機器,如何用機器調控大腦的信息,還希望能夠研發出新的計算方法,人工智能裏麵機器學習的方法是關鍵,我們希望能夠研發出類似人腦的機器學習的算法,還有各種類似人的神經元、神經網絡的器件,各種智能體、機器人等等。另外的“一翼“就是腦疾病,就是基於認知功能基礎研究的成果,對很多和認知相關的重大腦疾病,我們可以早期診斷,在還沒有發病之前,能夠發現有各種指標,及早幹預腦疾病的進程。像退行性的疾病,這類病越到後期就越難治,越早發現這個疾病,早期幹預是最好的治療模式。要做這個也需要建立很多關於臨床社區的隊列,收集人群隊列的大數據。所以整個中國的腦計劃研究,在這“一翼”的出口就是健康產業,這對於各種醫療器件的產業發展也會有很大的好處。


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