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11月初,埃隆·馬斯克做客喬·羅根的播客節目,在訪問中再次拋出“顛覆級預言”,聲稱“未來五到六年,像現在這種劃屏幕、裝APP的傳統手機,將退出歷史舞臺”。
在后續對話中,馬斯克又進行了詳細描述,表示未來人類將通過植入微型電極直接與計算機交互,無需屏幕、鍵盤和語音輸入。人的大腦將成為終極“操作系統”,只要人類通過意念表達需求,AI便會自動執行任務。
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馬斯克這一大膽預言背后,是腦機接口技術的飛速發展與產業變革的加速醞釀。作為連接大腦與外部設備的革命性技術,腦機接口正從實驗室走向產業化,承載著人機交互方式重構的想象。
什么是腦機接口技術?
腦機接口(Brain-Computer Interface)是一種大腦與外部設備之間建立直接通信通路的技術,主要通過采集和解析大腦產生的電信號或其他神經活動信號,實現人腦與計算機或其他電子設備的直接交互。
可以說,由于腦機接口技術的出現,人類的大腦可能會逐漸演進成為新的“終端”。
由于可以實現人腦與計算機之間的直接通信,腦機接口在醫療、康復、增強人機交互等領域具有廣泛的應用潛力。
在醫療康復領域,腦機接口可以幫助癱瘓患者恢復運動功能,有望用于治療帕金森等神經系統疾病,也可以幫助感官障礙患者恢復正常機理功能。
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一家上海腦機接口企業在展示他們的技術如何幫助癱瘓病人進行肢體功能恢復訓練。
在人機交互領域,腦機接口可以有效提升人機交互的效率和體驗,通過意念控制外界設備,在虛擬現實(VR)和增強現實(AR)中,給用戶提供更沉浸的體驗。
腦機接口的三種技術路線。
目前腦機接口的主要技術路線分為三種——侵入式、非侵入式以及半侵入式,每條路線都有自己的優勢特點。
侵入式:“鉆”進大腦,信號準度高。
侵入式技術能夠實現與大腦神經元的直接“對話”,信號分辨率高是其最大優勢。目前,這種技術路線主要應用在醫療領域。
例如,美國“神經連接”公司生產的N1芯片里藏了近千個電極,通過設備與人腦連接,就能“偷聽”人腦數百個神經元的活動。
今年,已經有受試者佩戴侵入式技術生產出來的設備,實現了通過意念操控機械臂寫字。
在侵入式技術路線上,中國也取得了一定進展,2025年中科院聯合華山醫院完成了國內首例侵入式腦機接口前瞻試驗,受試者順利實現了用意念操控復雜的電腦游戲。
非侵入式:不用“開刀”,人體受損小。
相較于需要進行專業手術的侵入式技術,非侵入式技術的優勢在于,不用動刀,且成本較低。
如今美國的Emotiv、Muse等品牌,已經生產出能夠監測腦電的頭戴設備,只要通過專業的注意力訓練,就可以正常使用。
國內在非侵入式腦機接口技術領域同樣發展迅猛。清華大學和天壇醫院合作的腦控輪椅項目,已經進入多中心臨床驗證階段,相信不久之后,那些行動不便的人就可憑意念駕駛輪椅。
目前來看,非侵入式技術安全且實用,極有可能搶先占據消費級場景的先機。
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在瑞士洛桑,科學家正在進行腦機接口實驗。
半侵入式:中和利弊,技術“中間派”。
半侵入式技術路線主要介于侵入式技術和非侵入式技術之間,是一種“中間選擇”。
與侵入式相比,半侵入式的手術范圍和深度相對較小,對人體的損傷有限,安全性更高;與非侵入式相比,半侵入式又能夠與人體相連,使得信號質量更強。
如今常用的皮層腦電圖技術就屬于這種技術路線,該技術目前也已經應用于癲癇疾病監測領域。
此外,美國加州大學舊金山分校團隊已使用該技術,成功幫助癱瘓患者通過精準操控機械臂,實現了生活自理。
腦機接口技術發展現狀如何?
雖然馬斯克有關腦機接口在未來五六年內完全替代手機的說法賺足了眼球,但業內人士大多對此還保持謹慎態度。目前來看,腦機接口技術尚有很多亟待解決的問題,距離全面鋪開使用可能還有段距離。
技術成熟度低。
目前腦機接口還處在“早期摸索”階段,其核心技術仍有不少短板。
例如,電極雖然成功植入人體之內,但其生物兼容性還沒得到完全驗證,能否長期與人體“和平共處”尚未可知。
此外,目前腦機接口技術還存在對人腦信號解碼錯誤率較高的問題,萬一腦機接口技術在使用場景中,誤將踩剎車的意圖解讀為踩油門,將會不可避免地造成重大事故。
大眾接納度低。
首先,侵入式和半侵入式腦機接口技術都需要進行開顱手術,在人體中植入電極,這對于大部分人來講,一時間都難以接受。
其次,人腦活動極為復雜,腦機接口技術是否會影響人腦的正常運轉,是否會在注入刺激性信息后,對人腦產生難以逆轉的后遺癥,這些大眾極為關注的安全問題,目前依舊難以明確。
最后,由于腦機接口技術需要對人腦進行實時監測,而大腦活動數據又是極為私密的信息,大眾普遍擔憂隱私信息被實時監控,萬一信息泄露,將會帶來一定的風險隱患。
商業運行困難。
劍橋大學神經工程團隊直言,目前,用于醫療級別的腦機接口技術確實在慢慢成熟,部分技術已經投入使用,并產生了良好的效果,然而,消費級產品距離大面積推廣使用還需要很長時間。
片上腦—機接口智能交互系統MetaBOC示意圖。
當下,人類對腦機接口技術的使用更可能采取“過渡替代”方案,比如,現階段和未來一段時間內,先使用AR眼鏡、語音助手、肌電手環等技術,等腦機接口技術能夠妥善解決大眾關心的問題,以及技術使用生態逐漸搭建后,再進行商業化推廣運用。
全球監管嚴格。
當前,侵入式腦機接口在全球范圍內,都被作為最高風險等級的醫療器械進行監管。
在美國,食品藥品監督管理局(FDA)對侵入式腦機接口采取極為謹慎的審批態度。
例如,馬斯克于2016年創立、專注于腦機接口技術研發的Neuralink公司,在2023年才獲得FDA的人體試驗批準,直到2024年1月才完成首例人類植入手術。
在中國,監管框架正在逐步完善,今年7月,工業和信息化部等多部門聯合發布《關于推動腦機接口產業創新發展的實施意見》,一方面提出要“加強基礎軟硬件攻關”“打造高性能產品”,另一方面也對腦機接口技術監管提出了更高的要求。
目前看,腦機接口技術要從醫療設備走向消費產品,還必須跨越嚴格的監管門檻。
面對重重難題,腦機接口在接下來五六年內完全取代手機的可能性微乎其微,但馬斯克的預言也并非毫無價值。
隨著技術路線不斷成熟、技術生態不斷完善,未來一段時間里,腦機接口將很有可能與手機等設備共存融合,形成多層次、立體化的交互應用場景。
而在更遠的未來,隨著技術和生態取得長足進步,意念控制將不再只是一個科幻概念!
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