用意念去控制機(jī)器或者機(jī)器能夠讀懂人腦想法這樣的”黑科技”往往出現(xiàn)在以科幻為主題的小說(shuō)、動(dòng)漫和電影里。2018年7月8日在深圳價(jià)值工廠(chǎng)舉辦的零一科技節(jié)上，布潤(rùn)科技研發(fā)的腦機(jī)接口（BCI）"腦控"機(jī)器人與一位現(xiàn)場(chǎng)觀(guān)眾比賽打籃球的同時(shí)控制小賽車(chē)穿越障礙，最終"腦控"機(jī)器人憑借零誤差將人的想法轉(zhuǎn)換成機(jī)器控制指令最終勝出。當(dāng)然，“腦控”不僅能實(shí)現(xiàn)“一心兩用”，還能治療疾病，實(shí)現(xiàn)更高級(jí)別的AI，但這項(xiàng)“黑科技”何時(shí)能夠普及？

零一科技節(jié)

其實(shí)，對(duì)腦機(jī)接口的研究已經(jīng)超過(guò)了30年，并且20世紀(jì)90年代中期以來(lái)，從試驗(yàn)中獲得的此類(lèi)知識(shí)呈顯著增長(zhǎng)。去年，這一領(lǐng)域又增加了兩大重磅選手，2017年3月，由Elon Musk（伊隆·馬斯克）和八名其他聯(lián)合創(chuàng)辦者創(chuàng)辦Neuralink，該公司負(fù)責(zé)研發(fā)腦內(nèi)植入的腦機(jī)接口技術(shù)。4月，F(xiàn)acebook 在F8開(kāi)發(fā)者大會(huì)上宣布其神秘部門(mén) Building 8 的一項(xiàng)重要項(xiàng)目就是腦機(jī)接口，好讓人們能夠用意念打字。

不過(guò)，布潤(rùn)科技比Musk和Facebook公布消息之前就已經(jīng)在研發(fā)腦機(jī)接口技術(shù)。布潤(rùn)科技CEO陳曉蘇接受雷鋒網(wǎng)采訪(fǎng)時(shí)表示：“在他們宣布做腦機(jī)接口之前，我們的產(chǎn)品已經(jīng)做了半年多。另外，經(jīng)過(guò)近3年的醞釀，‘腦科學(xué)與類(lèi)腦研究’，即‘中國(guó)腦計(jì)劃’，作為重大科技項(xiàng)目被列入國(guó)家‘十三五’規(guī)劃。在腦機(jī)接口的風(fēng)口來(lái)臨之前，我們已經(jīng)把帆扎好。”

布潤(rùn)科技CEO陳曉蘇

據(jù)雷鋒網(wǎng)了解，布潤(rùn)科技2017年在北京創(chuàng)立，創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)成員主要來(lái)自國(guó)內(nèi)高校科研院所，很多是理工科背景，包括物理系、自動(dòng)化系、計(jì)算機(jī)系、醫(yī)學(xué)系等，主要研究腦機(jī)接口技術(shù)，專(zhuān)注于腦電采集、腦電設(shè)別、腦控應(yīng)用，已經(jīng)掌握了腦控領(lǐng)域的兩大核心技術(shù)：腦電采集與算法分析。

為什么要研究腦機(jī)接口？

陳曉蘇表示，腦科學(xué)是未來(lái)人類(lèi)研究最重要的方向之一，因?yàn)槿祟?lèi)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)兩件事情：一人工智能本身是從腦科學(xué)，從神經(jīng)科學(xué)的研究當(dāng)中衍生出的一種仿神經(jīng)學(xué)的系統(tǒng)?，F(xiàn)有的人工智能仿的都是一些比較低端的生物，最高端的生物或者說(shuō)最高端的神經(jīng)是人的大腦。二是人工智能越來(lái)越發(fā)達(dá)，看上去可能會(huì)脫離人的控制，這會(huì)涉及倫理問(wèn)題，但把人腦的智力跟AI的智力融合成一個(gè)整體，這樣不分彼此就沒(méi)有沖突。

當(dāng)然，這僅僅是布潤(rùn)科技為何選擇進(jìn)入腦科學(xué)領(lǐng)域的原因之一，市場(chǎng)規(guī)模和前景對(duì)于一家企業(yè)而言更為現(xiàn)實(shí)。陳曉蘇透露：“短期我們瞄準(zhǔn)兩類(lèi)應(yīng)用，科研高校和醫(yī)療市場(chǎng)。腦科學(xué)在全球已經(jīng)非常熱，很多大學(xué)和各種研究所需要購(gòu)買(mǎi)腦機(jī)設(shè)備研究人腦，我國(guó)今年的類(lèi)腦科學(xué)的預(yù)算有100億人民幣，美國(guó)則會(huì)有60-70億美元，這樣的投入非常巨大。另外，醫(yī)療市場(chǎng)是剛需，有很多腦部疾病都可以通過(guò)腦電診斷，比如典型的腦電疾病癲癇、帕金森。目前，普通醫(yī)院都會(huì)有一臺(tái)腦電儀，但單價(jià)昂貴且佩戴不方便，我們把產(chǎn)品做成一個(gè)便攜的可穿戴設(shè)備，患者可以每天都監(jiān)測(cè)自己腦電，根據(jù)腦電判斷發(fā)作時(shí)間再吃藥，盡量減少用藥對(duì)身體的損害。醫(yī)用市場(chǎng)前景廣闊，例如全球癲癇病患者有6000萬(wàn)，如果每個(gè)患者都使用便攜的設(shè)備，每人每年平均帶來(lái)幾千收入就是幾千億人民幣的市場(chǎng)。”

除了這兩個(gè)比較明確的方向，布潤(rùn)科技未來(lái)還會(huì)推廣到健康、游戲、家居、汽車(chē)等領(lǐng)域，比如文章開(kāi)篇提到的通過(guò)腦機(jī)接口實(shí)現(xiàn)一心二用，用意念去控制各種各種外部設(shè)備。而布潤(rùn)的目標(biāo)也是做人人都能用的腦機(jī)接口，讓腦機(jī)接口像智能手機(jī)一樣普及。

布潤(rùn)科技“腦控”機(jī)器人

“腦控”黑科的三大難題

即便對(duì)腦機(jī)接口的研究已經(jīng)超過(guò)30年，研究者對(duì)于腦機(jī)接口的愿景也十分美好，但腦機(jī)接口的商用化尚未普及，究其原因還是技術(shù)的不成熟。就腦控技術(shù)而言，實(shí)現(xiàn)的三個(gè)步驟是讀腦、指令轉(zhuǎn)換、指令傳輸。讀腦是通過(guò)佩戴在頭部的感應(yīng)捕捉器識(shí)別大腦頭皮電流變化和血液的流動(dòng)信息，把微弱的腦電波放大，利用計(jì)算機(jī)分析人的意圖，讀取人的想法；指令轉(zhuǎn)換是通過(guò)計(jì)算機(jī)將人的想法轉(zhuǎn)換成機(jī)器控制指令；指令傳輸是系統(tǒng)將轉(zhuǎn)換后的機(jī)器人指令通過(guò)無(wú)線(xiàn)裝置發(fā)送給機(jī)器人，讓機(jī)器人遵照相應(yīng)指令完成動(dòng)作，從而實(shí)現(xiàn)由人的大腦意念來(lái)控制機(jī)器人。

腦控技術(shù)的第一步讀腦就面臨巨大的挑戰(zhàn)，人體有心電信號(hào)、肌肉信號(hào)、腦電信號(hào)等，腦信號(hào)不僅最弱而且最復(fù)雜，因此如何采集并放大腦信號(hào)就是一個(gè)大難點(diǎn)。雷鋒網(wǎng)了解到，腦信號(hào)的采集方式又分為侵入式、部分侵入式以及非侵入式，其中非侵入式最難。陳曉蘇介紹，布潤(rùn)科技定位是人人都能用的腦機(jī)接口，因此鑒于大眾的接受程度，只有少數(shù)人能接受把顱骨打開(kāi)插電極的侵入式，因此布潤(rùn)選擇非侵入式。不過(guò)腦電要穿過(guò)顱骨，這些電壓會(huì)和顱骨混在一起，采集十分困難，并且還要抑制環(huán)境噪音等干擾。

除了腦信號(hào)太弱，信號(hào)太多太復(fù)雜就是第二大難題。陳曉蘇表示：“在同一時(shí)間里，大腦中的腦活動(dòng)有千千萬(wàn)萬(wàn)，如何把混在一起信息提取出想要的部分很困難。目前我們只能識(shí)別出其中一兩個(gè)特征，也就是萬(wàn)分之一的識(shí)別率。識(shí)別出來(lái)的信號(hào)還需要進(jìn)行解讀，算法也就顯得比較關(guān)鍵。比如現(xiàn)在用的最多也是最成功的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)用來(lái)做視覺(jué)識(shí)別，只是模仿視覺(jué)神經(jīng)工作很短的一塊。但反過(guò)來(lái)說(shuō)，僅僅模仿這一段工作原理很多人工智能應(yīng)用就取得了很大的成功?！?/p>

腦電信號(hào)采集和解讀出來(lái)之后，控制的難點(diǎn)在于與具體的商業(yè)應(yīng)用或者不同的群體進(jìn)行結(jié)合。因此陳曉蘇總結(jié)說(shuō)，難點(diǎn)有三個(gè)，信號(hào)采集，信號(hào)太小、噪音太多；信號(hào)分析，數(shù)據(jù)以及腦思維太復(fù)雜；應(yīng)用就是找到適用的場(chǎng)景。

獨(dú)家技術(shù)解決腦控技術(shù)難題

腦控技術(shù)實(shí)現(xiàn)難題已經(jīng)明確，布潤(rùn)也已經(jīng)推出了兼具成本和精度優(yōu)勢(shì)的方案。腦電信號(hào)采集方面，陳曉蘇向雷鋒網(wǎng)表示布潤(rùn)有一個(gè)全球唯一的專(zhuān)利技術(shù)發(fā)明，未來(lái)會(huì)投稿到《Nature》，可以明確的是布潤(rùn)設(shè)備前端的探頭比全球最先進(jìn)的設(shè)備都更好，這種探頭可以緊貼頭部皮膚，比傳統(tǒng)的采集設(shè)備采集信號(hào)質(zhì)量更更高，能顯著解決腦信號(hào)采集的難題。

不僅如此，未來(lái)布潤(rùn)還會(huì)通過(guò)腦磁解決采集難題。據(jù)介紹，腦磁信號(hào)質(zhì)量天生比較好，并且探測(cè)的距離可以更遠(yuǎn)，精度也更高。不過(guò)挑戰(zhàn)在于信號(hào)比腦電微弱許多，如果做一個(gè)形象的比喻，腦電信號(hào)是探照燈的亮度腦磁則是一根蠟燭的亮度，甚至更弱，這是一個(gè)非常大的挑戰(zhàn)，當(dāng)然也更讓我們期待布潤(rùn)的新一代產(chǎn)品。

信號(hào)分析的算法方面，雖然核心的算法和技術(shù)點(diǎn)未知。但雷鋒網(wǎng)了解到布潤(rùn)在研究大腦的過(guò)程中找到了靈感，使用了一種新型的算法，并且比目前流行的算法更加前衛(wèi)，使用的結(jié)構(gòu)超越傳統(tǒng)，比如卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。布潤(rùn)也會(huì)從數(shù)據(jù)獲取量的大樣本上彌補(bǔ)因?yàn)榉乔秩胧讲杉瘜?duì)精度造成的影響。

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，布潤(rùn)擁有兩大核心技術(shù)：腦電采集、算法分析。腦電采集利用人工智能實(shí)驗(yàn)室的腦機(jī)接口科研成果，用全球唯一的專(zhuān)利技術(shù)獲取表征控制意圖的腦電特征，包括腦電幅值和頻率的變化。算法分析則是通過(guò)一種新的算法對(duì)采集到的每一個(gè)用戶(hù)的腦電信號(hào)進(jìn)行“譜分析”和“模式識(shí)別”，把結(jié)果與已經(jīng)存儲(chǔ)的特征模板進(jìn)行綜合處理，計(jì)算出與每一個(gè)用戶(hù)相匹配的腦電特征，以獲得準(zhǔn)確的、個(gè)性化的注意力監(jiān)測(cè)指標(biāo)。

物理學(xué)專(zhuān)家的腦控產(chǎn)品

基于對(duì)腦電采集和算法分析兩大核心技術(shù)的反復(fù)測(cè)試，布潤(rùn)科技已經(jīng)開(kāi)發(fā)出了第一代便攜式腦機(jī)接口產(chǎn)品。陳曉蘇介紹，布潤(rùn)科技的設(shè)備是自產(chǎn)且擁有獨(dú)立只是產(chǎn)權(quán)，與國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品相比精度相當(dāng)?shù)珒r(jià)格只是幾分之一，這個(gè)價(jià)格也是普通大眾可以接受的，并且佩戴的舒適程度更高。對(duì)于為何能做到更低的成本，他表示除了因?yàn)椴紳?rùn)的獨(dú)創(chuàng)技術(shù)，對(duì)整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的了解把控也非常關(guān)鍵。

據(jù)悉，布潤(rùn)的第一代便攜式腦機(jī)接口產(chǎn)品正在申請(qǐng)CFDA認(rèn)證，相信不久的未來(lái)就會(huì)在醫(yī)院中應(yīng)用，至于更多的應(yīng)用場(chǎng)景陳曉蘇表示正在探索。未來(lái)布潤(rùn)還會(huì)研發(fā)使用腦磁采集的方法，并且會(huì)提高使用的舒適程度提升產(chǎn)品的吸引力。

有意思的是，布潤(rùn)科技的創(chuàng)始人陳曉蘇是清華的物理學(xué)碩士。物理學(xué)專(zhuān)家為何轉(zhuǎn)行研究腦機(jī)接口？對(duì)于這個(gè)疑問(wèn)，他回復(fù)：“這個(gè)疑問(wèn)很多人都有，腦機(jī)接口聽(tīng)上去像人工智能又像生物，為什么從物理學(xué)轉(zhuǎn)行？其實(shí)生物學(xué)家進(jìn)行研究的時(shí)用的工具和方法都是物理學(xué)家提供的，典型的像CT，核磁共振這兩個(gè)醫(yī)學(xué)上高端的兩種儀器，發(fā)明人全是物理學(xué)家，而且是諾貝爾獎(jiǎng)物理得主，這也說(shuō)明其實(shí)物理學(xué)是其它學(xué)科的基礎(chǔ)。并且，我們公司的人才來(lái)自不同的領(lǐng)域，這是我引以為豪的事情，這也讓我們不僅限于一家算法的公司。”

另外，他還表示雖然在專(zhuān)心做物理的研究，但也會(huì)關(guān)注多個(gè)研究方向，如人工智能的發(fā)展，先進(jìn)技術(shù)的發(fā)展動(dòng)向。因此當(dāng)看到腦機(jī)接口技術(shù)積累到了可以有突破的時(shí)候，就在2017年創(chuàng)立了布潤(rùn)科技，之后無(wú)論是Neuralink的成立還是Building 8的研究項(xiàng)目，亦或是中國(guó)斥巨資研究腦科學(xué)，似乎都說(shuō)明腦機(jī)接口到了爆發(fā)期。陳曉蘇表示布潤(rùn)科技的終極目標(biāo)是能夠做到你心里想一句話(huà)，設(shè)備就能夠讀出來(lái)。

小結(jié)

布潤(rùn)科技的腦控產(chǎn)品引發(fā)了我們對(duì)先進(jìn)技術(shù)的關(guān)注，當(dāng)然這只是零一科技節(jié)的亮點(diǎn)之一。首屆零一科技節(jié)于2018年7月5日至8日在深圳蛇口價(jià)值工廠(chǎng)舉辦，占地面積超過(guò)3萬(wàn)平米，通過(guò)改造一幢老建筑搭建了一座只存在四天的未來(lái)之城。零一科技節(jié)以“第二天性”為主題，從另一種角度詮釋了人與科技的關(guān)系，涵蓋人工智能、機(jī)器人、無(wú)人機(jī)、智能穿戴、智能家居、智能醫(yī)療、應(yīng)用與安全和虛擬現(xiàn)實(shí)等多個(gè)前沿領(lǐng)域。更值得一提的是，和其他科技節(jié)不同，零一科技節(jié)并不做單一的產(chǎn)品陳列，而是將產(chǎn)品與技術(shù)嵌入到商業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景，打造出深科技、全場(chǎng)景、新體驗(yàn)的智能空間。

相關(guān)文章：

離「腦機(jī)接口」再近一步，日本研究員根據(jù)大腦 fMRI 重建看到的圖像

雷峰網(wǎng)原創(chuàng)文章，未經(jīng)授權(quán)禁止轉(zhuǎn)載。詳情見(jiàn)轉(zhuǎn)載須知。