在Nature都点赞的大会上,马斯克被「脑机接口之父」炮轰了:他说的话,我一个字都不认同

原创 PC4f5X  2020-11-11 13:25 

原标题:在Nature都点赞的大会上,马斯克被「脑机接口之父」炮轰了:他说的话,我一个字都不认同 来源:量子位

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金磊 杨净 发自 凹非寺 
量子位 报道 | 公众号 QbitAI

金磊 杨净 发自 凹非寺 

量子位 报道 | 公众号 QbitAI

如何评价马斯克的脑机接口

「不会有永生、不会有心灵感应」。

「是错误的说法,更像是营销手段」。

给出如此犀利评价的不是别人,正是脑机接口之父,杜克大学医学院神经科学家——Miguel Nicolelis

而这不是Miguel第一次炮轰马斯克对脑机接口的观点。

早在2017年,他就曾公开评价道:

马斯克的脑机接口都是玩剩下的。

那么「正确打开脑机接口的方式」,应该是什么样的呢?

在今年的《2020腾讯科学WE大会——蓝点》中,Miguel 便对「脑机接口」提出的初衷,至今的发展,做了深入浅出的讲解。

除了「脑机接口之父」外,今年的WE大会还去邀请到了业界最顶级的科学家,分享了这一年来最值得关注的科学突破前沿思想

细细品读,静静聆听,原来这些最前沿的科学,与你如此之近。

打开「脑机接口」的正确方式

不是天马星空的幻想,那么「脑机接口」又应该是什么?

由于疫情原因,Miguel并未能来到现场做讲解。然而这丝毫没有影响WE大会传播科学的体验感。

伴随着科技感十足的舞美设计和直播技术,Miguel身临其境般地展开了他与脑机接口的故事。

Miguel先是展示了这样一张图,直接抛出了做脑机接口的「初衷」:

我们希望将活体动物或人类的大脑,与设备直接连接。

简而言之,就是实时采集实验对象准备移动身体时大脑发出的电信号,然后在不到1/3秒的时间里,将其转化为能够发送至人造执行装置的数字指令。

而这样的装置,可能就在连接对象的附近,也可能离他非常遥远。

那么时隔这么多年,「脑机接口」又是如何一步一步发展起来的呢?

最初的实验是在一只恒河猴身上展开。

通过不断的训练,Miguel团队成功让这只猴子,在自然地坐在椅子情况下,仅仅是通过「想」,便成功地让机械手臂控制光标,完成「游戏规则」,喝到自己喜爱的橙汁。

Miguel介绍道:

这只是脑机接口发展之初的情况,在过去20多年里,我们制造出了很多不同种类的脑机接口。

但至此,距离在人类身上运用这一技术还是差了「一步之遥」。

于是,Miguel等人为了达到这一目的,便成功地展开了一个决定性实验

证明了动物能够学会使用搭载了无线传输技术的脑机接口,来控制一辆自动驾驶设备。

有了这样的发现后,Miguel等人发现,脑机接口的意义远远超过了他们38年来,一直在寻找的新的大脑研究方法:

转换成新的治疗手段,来帮助全世界2500万因严重脊柱损伤而在痛苦中挣扎的人们。

于是,他们便制造出一种计算机电子旁路,将采集到的脑电信号绕过损伤部位,以数字形式传输至一个可穿戴式的全新机械身体中。

这样一来,病人就可以通过大脑控制该机械身体  使其移动到某一位置。

他们用仅仅是贴在患者头皮表面的扁平传感器,来记录电脑信号;而后让患者在虚拟环境中观看、训练。

每一次虚拟人物的脚接触地面,病人的手臂都会收到触觉反馈,从而再次感受到在地面行走的感觉。

患者在虚拟环境中熟练了操作之后,Miguel便让他们使用机械助行器,最后再为他们装上设计好的外骨骼。

2014年6月12日下午3点半整,在圣保罗举行的巴西世界杯开幕式上,Miguel的脑机接口让全世界数十亿观众沸腾了。

这位脊柱T4以下身体瘫痪已经9年的患者,在这场世界杯中仅仅是通过想象,便将足球踢了出去。

「我感受到了球!」,这是患者喊出来的第一句话。

而这样奇迹般的故事仍旧在继续,在重新评估这位患者后,从T4以下身体瘫痪,到了T11以下。

也就是说,在Miguels为他训练的这些时日里,他7节脊椎,恢复了感知 、活动和运动控制方面的功能!

正如Miguels在演讲中总结的那样:

有时候基础科学能引领你,到达你从未想象过的地方,为你带来意料之外的发现 。

这一天,我等了38年。因为亲眼见证了这一切,我的每一秒付出都是值得的。

至于脑机接口安全性问题,一直以来是备受热议的话题。

量子位在与Miguels对话时,讨论了马斯克Neuralink「开颅」等植入性方案安全性问题。他认为:

Neuralink公司的思路是一个死胡同,因为其给出的只有这样一个植入的解决方案。

而这个解决方案我认为仅仅适用于那些别无选择的、非常严重的患者。

「人造皮肤」make human more human

接下来介绍的这个领域,也跟脑机接口息息相关。

有人说,人的大脑其实非常软,像豆腐一样。随着人们的运动、呼吸,大脑会有一些移动。

而马斯克Neuralink的实验,是将在活猪身上种植1000多个电级,这些电极都是一个个很细的金属针。如果一根针进去,随着这些移动必定会对大脑有损害。

因此,下一代脑机接口的电极研发,需要用类似金属一样具有导电性能,且要具备人脑一样的柔软性的材料。

说这句话的人正是鲍哲南教授,她是斯坦福大学首位担当系主任的亚裔女性,被誉为人造皮肤领域的「材料大师」。

而上述所要制作的材料也是她研究领域——「人造皮肤」里的一个方向。

在演讲的一开始,她就提出了一个「大胆的设想」:

你今天有没有带你的手机?如果我们将来的生活根本没有手机会是怎样的?

手机的功能会融入到我们所穿的衣服当中,我们所贴在身上的电子器件和我们所种植到体内的电子器件中。

这当中的「电子器件」,也就是所说的电子皮肤的概念。

那么如何让这个设想行得通呢?鲍哲南表示,最重要的是要解决三个问题。

第一个问题,所用的电子材料不能再是刚硬的、易碎裂的,需要像皮肤一样柔软、可拉伸、自修复,甚至可以生物降解。

第二个问题,让材料可以感知到压力、温度,以及各种不同的物体,也就需要各种传感器来接收信号。

第三个问题,人造皮肤接收的信号需要跟人体结合,换句话说,皮肤感受到不同的知觉,但如果大脑不能处理这些信号,还是没有感觉。

而在过去16年的研究中,鲍哲南团队就在这三个问题上取得了重大的突破。

首先是材料

从分子的角度去设计,再利用化学反应去制作,利用分子不同序列赋予分子不同性能。基于这个原理,鲍哲南团队提出了用自修复的化学键去制作电子材料。

就像这个可拉伸性的材料,用针去刺也不会碎裂。

在过去十年的研究中,他们有了一系列的电子材料,可导电、可拉伸、可自修复、可生物降解……

接着就是要将这些材料做成传感器,既需要有灵敏度,也要分辨不同的信号。

正如这个压力传感器,放在机器手上时,去触碰红莓但不会破坏它。

(就跟我们闭着眼睛,用手去触摸物体时一样。手能感受到压力,皮肤会变形,我们通过变形来感知不同的物体)

最后,就需要将这些信号转变成大脑可接收的信号——电信号,再直接接到神经,通过神经传输给大脑。

目前,鲍哲南团队已经成功植入到老鼠的身体,让小老鼠可以正常的运动、生活。

由此,虽然还有很多问题需要去继续解决,但是「人造皮肤」这个理念已经被证实,甚至还带来了不少启发。

比如,过去因为新生婴儿手臂跟手指一样粗细,医生就会放弃检测血压(需要用针刺进血管),从而缺少重要的信息。

现在就可以利用人造皮肤,做成只需贴在婴儿身上即可测量血压的器械。

鲍哲南教授有一个目标:「make human more human」(让人更加人性化)

正如演讲最后所说:

人造皮肤将会改变我们将来的生活。可以使得我们人和人之间更加多地沟通,可以使我们人和人之间更加多地互相的理解。

在接受量子位采访时,她简单的列举了这两个例子:

在未来的世界,真的可以用电子皮肤来感受周围情况时,就有可能测出这个人情绪是怎样的,知道她是开心还是难过。

以及当人触摸到水果时,除了触觉、嗅觉感知以外,还可以检测到水果细菌有多少,有没有洗干净等等。

潘建伟眼中的「新量子革命」

信息交互,这是一个从古至今一直在「交替变革」的主题。

从远古「智人」的符号和语言、到有了书和纸、中西方的「百家争鸣」、第一次/第二次工业革命,信息交互的效率一步一步地在提高。

而与此同时,信息交互的发展,让其安全性,又成为了一个重要的内容。

在数据、算力等爆炸增长的当下,又该如何保证信息交互与安全的平稳发展呢?

中国科学院院士潘建伟给出了答案:

量子通讯量子计算

△中国科学院院士 潘建伟

潘建伟先是对「量子」、「量子叠加」、「量子比特」、「量子纠缠」等基本概念做了详实且通俗的介绍。

当人们有能力将一个个量子比特,按照需求进行单个调控时,便催生出了一个新的学科——量子信息科学。

潘建伟表示,量子通讯可以一种原理上无条件安全的通信方式,利用量子计算可以提供非常强大的计算能力,用于各种各样的复杂系统的研究。

量子通讯的第一个应用,便是量子密钥分发

这是由于量子具有不可分、测不准等特性、原理,所以一旦有「窃听者」想要对其「图谋不轨」,就会被发现。

除此之外,还可以利用量子纠缠,把一个粒子的量子信息从一个地方的转移到另外一个粒子上,而不用传输这个物体本身。

潘建伟举了一个非常形象的例子:

假如我在合肥要来深圳腾讯总部开会,坐飞机来不及了怎么办?

如果两个地方的实验室,刚好有一团纠缠物质,那么就可以把合肥的潘建伟,跟这个纠缠物质做一个操作,把他纠缠起来。

而后便可以得到一种信息,再通过网络,可以在腾讯的实验室中,把潘建伟再构造出来。

这个过程,就是我们所熟知的量子隐形传态

当然,目前的技术无法对非常复杂的事物做这样的操作,只能是几十个、几百个甚至几百万个粒子组成的系统。

而这,便构成了量子计算机的一个基本单元。

由于量子比特可以处于叠加状态,所以其计算能力是呈指数级增长。潘建伟对此举了个例子:

利用一台万亿次的经典计算机分解一个300位的大数,大概需要15万年;但当你利用一台万亿次的量子计算机,只需要一秒钟就行了。

有这样的能力,在量子通信方面,可以利用光纤,非常方便地在城市里面把秘钥送给千家万户。

在两个城市之间,可以利用所谓的中继器进行连接,实现城市之间的量子通信。

更大范围的,可以利用卫星中转,来实现远距离的量子通信。

例如,2016年8月,中科院便成功发射「墨子号」量子科学卫星,实现了三大科学任务:

实现了星地的量子密钥分发。

实现千公里量子纠缠的分发,证明了两个纠缠粒子,具有爱因斯坦所说的「遥远地点之间的诡异的互动」功能。

实现了千公里量级的量子隐形传态,这对未来的量子互联网具有很大的意义。

最后,潘建伟对量子通讯、量子计算做了一些展望。他希望:

经过10-15年时间,能够完整地发展天地一体广域量子的通讯网络技术体系,为形成下一代的国家信息安全生态系统的奠定基础。

希望在量子计算方面,通过对数百个量子比特的相干操纵,能够对一些现实的问题的求解,能够超越目前的超级计算机,并且能够来解决一些重大的科学问题。

能够研发具备基本功能的通用量子计算原型机,来初步探索对密码分析、大数据分析等方面的相关应用。

不计回报地投入,单纯让「科普」变得更好

作为腾讯WE大会举办的第8个年头,也是最特殊的一届。

这一次,没有掌声,没有欢呼,腾讯首席探索官网大为(David Wallerstein)在空无一人的北展会场里开启了「腾讯科学周」的序幕。

他点出了此次WE大会的主题:蓝点。

这是一张地球的标志性照片:暗淡蓝点。它时刻提醒着我们要保护这唯一的家园。科学家和天文爱好者们,一直在寻找类地行星、智慧生命,也不断提醒着我们,地球有多么特殊。

与网大为同样独身一人站在舞台上的,还有7位来自4州6个国家的顶尖科学家们。

腾讯青年发展委员会副主席李航在接受量子位的采访时表示,这次在美国、瑞士、英国、加拿大都搭建了一模一样的演讲舞台。

如果只是简单的视频连线的话,那跟其他的学术研究没有什么区别。

我们坚持搭这样一个舞台,让科学家能成为上面的「明星」

李航分享了一段经历,在加拿大拍摄快速射电暴的捕捉者Victoria Kaspi教授时,深圳团队北京团队、新西兰制作团队、美国导演团队,跨越时差、距离全都在线。

当时Victoria Kaspi教授就感叹道,整个世界好像都在为我醒着

还首次在兰州市五十一中学、衡水中学、贵州师范大学等地同步举办「线下观影会」,邀请学生老师一起探讨前沿科学话题。

以及数位百万级电竞大V在那天集体搞了场「不打游戏」的直播,搞起了科学……

在采访中,听李航提到的最多的一个词,就是「不计回报」,做了那么多,投入了那么多,就是单纯为了科普大会办的更好,让「科普」体验更好。

但在整个科学周筹备过程中,他们发现,科学家要比想象中的要热情。

比如,这次分享「异种培育人体器官」项目的中内启光教授。他就特意从日本飞到了美国,隔离14天之后,再来演播厅录制演讲。

再比如,霍金曾受他启发、此次揭秘“基本粒子标准模型”理论、87岁高龄的诺贝尔物理学奖获得者Steven Weinberg,是本次最早接受邀约的科学家。

还有包括此次发现金星存在生命迹象的天文学家Jane Greaves,研究突破刚出来不久,很快就答应参加WE大会。要知道,一般科学突破刚出来时,去请那个科学家是非常难的。

在8个年头里,腾讯总共请了82位科学家。一开始邀请嘉宾时,李航坦言,还是比较难的。但现在有了科学家们的认可,自带「朋友圈」效应,就比以往容易的多。

当然,也少不了合作伙伴Nature的支持。

还记得刚敲定合作时,Nature就专门派总编从英国总部过来,当时总编就表示:

我没有见过这种规模和水准的科学大会,觉得是非常好的一件事情。

而这热情的来源、支持的来源,正是腾讯、跟所有科学家、合作伙伴的共识——「科技向善」

我们知道,基础科学的命题,单靠几个企业、几个科学家花很长时间都很难产生一点起色。

但依旧有那么多企业,那么多科学家们去「不计成本」的投入,愿意以实际行动带动科学和科普,让基础科学辐射到每一个年轻人。

诺贝尔物理学奖获得者Steven Weinberg,87岁高龄仍受邀参加WE大会。在演讲的最后,勉励着年轻一代的科学家们:

你们有你们的使命,那就是解释与自然界不同现象有关的这些巨大的、神秘的数字。

就像是把手里的接力棒交到我们手上,希望下一个Steven Weinberg、下一个霍金、下一个诺贝尔物理学奖获得者,能够在我们当中产生。

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