韩璧丞:脑机工程

2022/03/29

        尊敬的各位领导,各位企业家,各位朋友们,大家好!今天非常荣幸有这个机会来参加我们亚布力企业家论坛创新年会,今年我们的年会主题是“传承·创新·跨越——智造升级未来”,今天我从研究者的角度,从过去十年的经历,给大家介绍一个新的话题,叫脑机工程。


        最新时代周刊出现的年度人物里,把马斯克评选为最新年度人物,他最为大家熟知的企业,主要做的方向有SpaceX、TESLA,其中一个是把整个航天企业进行智能制造升级,另一个是把大众所需要的汽车进行改造。大家可能不了解的是,马斯克也创造了另外一家公司,叫Neuralink,是一家脑接口公司,通过升级对于大脑的手术,以及对于大脑整个技术的延伸,重新制造了一套设备,直接植入人类大脑皮层表面。


         脑接口技术里主要分成两个分向,第一个方向是侵入式,就是刚才所介绍的,需要在头上做一个手术,把电极放到人的大脑里面,采用信号。另一个方向是非侵入式,通过大量在皮肤和头皮表面的电极,来采集人类非常细微的大脑信号,有多细微?它是一节5号电池的一百万分之一,就好比我们在大海面前,要听离我们50公里以外的一个蚊子煽动翅膀的声音,所以它是非常微弱的信号。


         以前侵入式的在动物身上做了很多实验,比如在猴子的头上做手术,把电极放在它的运动神经躯里面,当猴子醒来的时候,发现双手被固定在桶子里。科学家把它的大脑和外面的机械臂连接在一起,这个猴子它非常饿,想吃东西,结果这个猴子慢慢地竟然自己学会了如何用意识控制机械臂,去外面抓吃的。这是十三四年之前所做的实验,也点燃了一批脑科学科学家的好奇和使命感,希望前赴后继推进这个技术。


         非侵入式技术在近些年也得到了大幅度的发展,以前我在学校给本科生上课的时候,经常有女生问我:脑接口技术有没有可能让她们知道她们男朋友脑子里想的是啥。经过这些年,这个技术已经基本上实现了,我们通过功能性核磁共振以及深度学习算法,我们基本上可以知道被研究对象现在在想什么。


         非侵入式脑接口以前受到了非常大的限制,尽管这项技术可以非常好地调控人的大脑,比如可以做老年痴呆,可以帮助人恢复专注力,以及可以治疗自闭症、抑郁症。但是以前要戴非常复杂的设备,传统设备需要在头上抹上非常密集的导电膏,不断采集微弱的信号。以前所有的科研工作者每天做工作的时候,需要每天洗很多次头,并且在头上抹上复杂的设备。


         我们是在2015年成立的一家公司,最早主要专注于做传感器,通过发明全新的固态型胶传感器,采集人大脑里非常微弱的信号,把算法和特征池重新开发一套硬件进行运算和解读。六年前,我们实现平台开放之后,慢慢把这项技术用在真实世界场景里,我们也通过自己的,了解脑机工程对人类大脑和人类本身的深刻改造,脑机工程可以让人拥有特别和超级的大脑。


         这个产品,我们给很多运动队、电竞队,大概有6个奥林匹克运动队在使用这个设备,来去训练和调控他们的大脑。非常幸运,我们遇到了MIT的一位教授,他当时说如果这个技术可以帮助宇航员、赛车手保持高度专注,那么有没有可能帮助学生保持专注力呢?现在有很多人希望帮助学生提高学习成绩,一个班级,同样的老师,同样的内容,有班级第一的,也有班级倒第一的,不是因为他们的智力不一样,而是他们没有认真学习。通过使用神经调控技术,MIT教授发现可以训练学生的专注力,让学生成绩提高40%,他也把这篇文章发在国际期刊上,引起了非常多人的关注。


         脑机工程也可以对人类身体进行非常直接的改造,我们先做的是人类最复杂的肢体部分,就是人类的手和脚,在中国,残障人士有大概8500多万,其中肢体残疾有2400多万。我们在过去的时间一直研究脑接口技术,所以我们觉得应该率先把脑接口技术用在对需要这项技术的人身上,就是残疾人群。我们开发了一套全新的神经算法解析,在残疾人断臂上直接截取他的神经信号,通过我们的传感器和算法去猜测他大脑里面的意图,让残疾人可以不用学习任何的特殊操控,完成按照自己的大脑想法来去灵活控制自己的每一根手指。这也是脑接口里面最难的技术,因为我们的手是人体最复杂的部分和则复杂的器官。


        回到智能制造,除了马斯克的SpaceX、TESLA和Neuralink之外,还有一个非常先进的公司引起了非常多人的关注,这家公司叫波士顿动力,可能很多人看过这个人形的机器人,可以做很多复杂的操作。大家跟我思考一下,这个机器人里面最复杂的是哪一部分?对于这个机器人来讲,最复杂的部分并不是手和身体,甚至也并不是它的视觉,而是它的这双脚,因为它要在整个行走和奔跑过程中保持平衡。如何非常好地控制平衡和像人一样进行运动,是波士顿动力的技术核心,这个技术它来自于一家实验室,一家名字叫腿的实验室,做腿是脑接口技术、机器人技术里一个难的技术领域。


        我们在做完手之后,让人非常顺畅操控每一根手指之后,现在也开始挑战能不能帮助人把人的神经信号和这双腿联系在一起。做腿有不同的挑战,因为腿要让人保持平衡,而且要确保他在行动过程当中能够时时刻刻去分析他的动作意图。我们在过去大概五年时间里,也做了一款帮助残疾人的智能假肢,并且完美复刻了膝关节。


        脑机工程除了帮助肢体残疾的人恢复正常,让断臂重生之外,它还可以让普通人、正常人变成所谓的超人,实现硬件传输和隔空操作,尽管现在还处于初期阶段,但我们已经可以实现很多以前难以想象的控制。

   

        脑机工程是连接人和外部技术的传感技术,在未来,除了人和生活工具,汽车、飞船、建筑,以及所有的工程设备的应用,接下来另一个值得大家关注的是关于大脑仪器和设备的升级,包括对于大脑和身体的升级,这是我今天给大家做的介绍,谢谢大家!

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