字幕組雙語(yǔ)原文：盤點(diǎn) | 電子游戲中的神經(jīng)技術(shù)與腦機(jī)接口應(yīng)用

英語(yǔ)原文：Neural Tech and Brain Computer Interfaces (BCI) in Video Games: An Overview

翻譯：雷鋒字幕組（聽風(fēng)1996、小哲）

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最近，我參加了由 NeurotechX 舉辦的關(guān)于神經(jīng)技術(shù)和BCI（Brain Computer Interfaces或BMI，腦機(jī)接口）在游戲中的應(yīng)用的虛擬會(huì)議。

我已經(jīng)時(shí)不時(shí)地關(guān)注這個(gè)領(lǐng)域有一段時(shí)間了，因?yàn)锽CI在我通向仿真點(diǎn)的路途中扮演了重要的角色，我在我的書《 The Simulation Hypothesis》中描述過。在這個(gè)理論點(diǎn)上，我們將能夠?qū)⒛M直接傳送到大腦中，并得到大腦的反應(yīng)，就像電影《黑客帝國(guó)》中一樣。

這次討論讓我想起了我第一次真正認(rèn)真地思考BCI的時(shí)候。那是在看80年代的電影 《Firefox》 時(shí)，克林特-伊斯特伍德（Clint Eastwood）飾演的間諜/飛行員的任務(wù)是從蘇聯(lián)偷取一架超級(jí)機(jī)密的飛機(jī)。這架噴氣機(jī)的特別之處在于，它可以對(duì)飛行員的心理指令做出反應(yīng)；它的想法在于，如果你能切斷哪怕是一秒（或許是幾毫秒）的反應(yīng)時(shí)間，那么這架戰(zhàn)斗機(jī)就會(huì)比北約的戰(zhàn)斗機(jī)更有優(yōu)勢(shì)，因?yàn)楸奔s的戰(zhàn)斗機(jī)仍然使用手持控制。當(dāng)伊斯特伍德最終偷走噴氣式飛機(jī)時(shí)，有一個(gè)問題是，它不會(huì)對(duì)他的命令做出反應(yīng)--除非他用以俄羅斯人的方式思考!

雖然我們還沒有達(dá)到黑客帝國(guó)或火狐級(jí)別的BCI，但一些有趣的公司的介紹有助于闡明該行業(yè)的現(xiàn)狀和方法。

我注意到的第一件事是，所有這些公司都在研究無(wú)創(chuàng)性的神經(jīng)接口。這與埃隆-馬斯克（Elon Musk）資助的Neuralink公司形成鮮明對(duì)比，該公司正在創(chuàng)造一種芯片，可以通過在頭骨上鉆一個(gè)小孔植入大腦。這款備受推崇的芯片承諾具有神奇的特色功能--包括刺激大腦的興奮愉悅中心，并通過人工智能提高人類的智力。不過首批版本將針對(duì)那些有腦部疾病的人。對(duì)我個(gè)人而言，我不知道有哪個(gè)玩家現(xiàn)在準(zhǔn)備在自己的腦袋上鉆洞，但這種情況可能會(huì)在不久的將來發(fā)生改變!

圖1：在黑客帝國(guó)中，人類可以通過一個(gè)連接端口和線路進(jìn)去虛擬(世界)

更為重要的是，與《黑客帝國(guó)》中與大腦完全雙向連接不同，這些公司大多專注于通過大腦（或生物反饋或肌肉）接口獲得玩家的輸入，不過其中一家公司也有意讓用戶接收到身體的信號(hào)，以獲得更沉浸式的體驗(yàn)。

在虛擬會(huì)議的其中兩個(gè)研討會(huì)上,神經(jīng)游戲技術(shù)領(lǐng)域的六個(gè)公司展出了非常有趣的東西:

維爾福(Valve) — 第一個(gè)展示是由麥克.阿賓得( Mike Abinder)展出, 麥克阿賓得是一個(gè)華盛頓大學(xué)的實(shí)驗(yàn)心理學(xué)家, 他在維爾福集團(tuán)致力于研究與腦機(jī)接口和游戲相關(guān)的一些神秘的東西.關(guān)于腦機(jī)接口技術(shù)如何題提升游戲體驗(yàn),他給出了一個(gè)基本的概述,雖然阿賓德對(duì)維爾福公司在這個(gè)領(lǐng)域中做的研究含糊其辭，但他確實(shí)提出了一些很好的論點(diǎn)，即可以收集玩家在玩游戲時(shí)的經(jīng)驗(yàn)和情緒的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，這可能會(huì)引發(fā)一個(gè)全新的適應(yīng)性游戲體驗(yàn).關(guān)于"我們可以測(cè)量的東西"他給出了一個(gè)概述 — 主要是不同排列的腦電信號(hào)(EEG),他的專業(yè)技術(shù)術(shù)語(yǔ)就是我們可以檢測(cè)對(duì)于警戒,學(xué)習(xí),記憶等不同任務(wù)的腦電信號(hào),我從中得到的基本想法是，當(dāng)玩家在做不同的事情時(shí)，測(cè)量大腦發(fā)出的腦電圖信號(hào)，比如競(jìng)爭(zhēng)游戲、策略游戲等等，測(cè)量諸如“期望、喚醒和支配”之類的東西。

圖2: Brainattach的新型腦電(EEG)設(shè)備,這款設(shè)備被吹噓為生物生物游戲軟件

Brainattach---第二個(gè)名為"在游戲中引入生存本能"的討論來自于Brainattach的Maciej Rudzinski. 現(xiàn)在主要考慮硬件,Brainattach已經(jīng)研制了一種專為游戲玩家設(shè)計(jì)的個(gè)人腦電信號(hào)設(shè)備,這種設(shè)備被稱為"生物游戲軟件",  基本上, 這是一種生物反饋裝置，可以通過“同步”你的情緒和心理狀態(tài)來提高你的游戲表現(xiàn)。生物反饋已經(jīng)以多種形式存在了一段時(shí)間了 — 考慮一下，如果你在呼吸時(shí)測(cè)量你的心率，看看它是如何變化的，那么你基本上就是這樣做的。生物反饋。BrainAttach利用其臨床級(jí)設(shè)備的腦電圖信號(hào)來實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。類似于Valve他的演講沒有很多關(guān)于他的設(shè)備的內(nèi)容，而是關(guān)于游戲玩家和游戲開發(fā)者使用腦電圖信號(hào)和其他生物反饋來維持“流動(dòng)狀態(tài)”的方式，這種狀態(tài)介于“挫敗感”和“無(wú)聊”之間，使游戲變得有趣。他們的游戲設(shè)備還沒有開放, 但是你可以注冊(cè):www.brainattach.com.

  圖3：完全沉浸式的觸覺Teslasuit提供了完全的沉浸感受

Teslasuit—?第一天最有趣的演講來自Teslasuit公司的Dmitri Mikhalchuk，這家公司從技術(shù)上講根本不是一個(gè)BCI—除非你把 "大腦 "這個(gè)詞換成 "身體"。 對(duì)于一個(gè)BBI來說。Teslasuit是一款完全沉浸式的觸覺服飾，與VR頭顯結(jié)合后，不僅會(huì)讓你沉浸在一個(gè)世界里，還要通過刺激身體的不同部位讓你感受游戲的樂趣。Teslasuit在2018年和2019年的CES上首次亮相并引起了轟動(dòng)，它看起來更像是直接從《Ready Player One》中的出現(xiàn)的東西。它以這樣的方式進(jìn)行工作，它向你身體的不同部位發(fā)出電脈沖，并使用和先進(jìn)的動(dòng)作捕捉系統(tǒng)和生物識(shí)別技術(shù)來查看你正在做什么作為輸入。據(jù)我所知，它并沒有嚴(yán)格使用腦電圖或大腦接口，但這個(gè)地方似乎與生物識(shí)別反饋融合在一起。

除了全套衣服，他們還推出了高保真觸覺手套，讓你在虛擬現(xiàn)實(shí)中感受你所看到的物體，結(jié)合Luminas XR眼鏡，讓你獲得完全沉浸式的體驗(yàn)。例如，該公司做的賽車演示，你不僅可以看到你移動(dòng)時(shí)的道路，還可以感受到身體不同部位的g-forces。2019年，為了展示他們的潛質(zhì)能力，他們演示了 "非接觸式擒抱 "或 "觸覺擒抱 "的演示，他們讓一名橄欖球運(yùn)動(dòng)員用動(dòng)作捕捉在模擬擒抱另一名球員。雖然動(dòng)作捕捉一般都是用來讓動(dòng)畫更逼真，但他們真的很想知道在擒抱過程中，身體的哪些部位會(huì)與對(duì)手接觸。現(xiàn)在，任何穿上Teslasuit的人都可以體驗(yàn)到被職業(yè)橄欖球運(yùn)動(dòng)員擒抱的感覺! 雖然具有創(chuàng)新性，但我想我還是算了，因?yàn)槟切╅蠙烨蜻\(yùn)動(dòng)員看起來很強(qiáng)壯! 但你可以看到可以打造的游戲應(yīng)用。這套衣服最初是在Kickstarter上眾籌，價(jià)格是幾千美元--在這里閱讀更多關(guān)于它的信息。

在第二場(chǎng)會(huì)議中，又有三家公司發(fā)表了演講，也更清楚地說明了行業(yè)現(xiàn)狀以及在更廣泛使用BCI方面所面臨的一些挑戰(zhàn)。

圖4：今天的游戲輸入（控制器）vs 未來的游戲輸入，大腦和生物統(tǒng)計(jì)，來自Flying Mollusk of Erin Reynolds。

Flying Mollusk--Flying mollusk的創(chuàng)始人兼CEO Erin Reynolds進(jìn)行了演講，從游戲開發(fā)者的角度介紹了公司的歷史以及BCI和生物反饋的現(xiàn)狀。她打造了一個(gè)基于生物反饋版本的游戲作為她的一個(gè)學(xué)術(shù)項(xiàng)目，畢業(yè)后創(chuàng)辦了Flying Mollusk公司，并打造了Nevermind，在幾年后發(fā)布在steam上。最初是測(cè)量心率和其他生物反饋，并利用這些反饋來增加或減少玩家體驗(yàn)到的 "壓力 "速度--這正是Valve公司的Mike Abinder所說的 "動(dòng)態(tài)適應(yīng)性"。之后，她還加入了情感情緒SDK，它可以幫助游戲開發(fā)者利用AI技術(shù)檢測(cè)玩家的情緒。原來有一整個(gè)行業(yè)的公司都在使用面部識(shí)別技術(shù)來觀察用戶的臉部，并檢測(cè)他們是高興還是悲傷或憤怒，這被稱為情感API或情感計(jì)算。她并不清楚在她的游戲中使用了多少實(shí)際的Brain界面，但她肯定提到腦電圖和大腦輸入是未來發(fā)展的一個(gè)領(lǐng)域。Erin還指出了BCI在游戲中的一些障礙--即沒有足夠的傳感器，以及需要更好的游戲開發(fā)者工具。點(diǎn)擊這里了解更多關(guān)于Flying Mollusk和他們的游戲Nevermind的信息。

圖5：BCI的硬件演進(jìn)，來自Neurable的Adam Molnar

Neurable—下一個(gè)鏡頭是來自Neurable公司的Adam Molnar，這家公司曾有過令人印象深刻的演示，僅通過思想就能在VR中移動(dòng)物體。Neurable是從密歇根大學(xué)的研究中發(fā)展起來的，是一家位于波士頓的公司，他們將神經(jīng)界面帶入VR世界，改裝后的VR頭盔可以檢測(cè)腦電信號(hào)。但這并不是他們使用的全部，他們還使用眼球追蹤信息和其他信息，不過重點(diǎn)是不同的腦電信號(hào)處理。Adam概述了BCI用于游戲的歷史，以及剩下的道路。這包括像 Mattel公司的星球大戰(zhàn)原力訓(xùn)練器這樣的設(shè)備，它讓你感覺自己真的在使用原力。

圖6：Adam Molnar講述了BCI在游戲中的歷史，包括《星球大戰(zhàn)》原力訓(xùn)練器!

Adam和其他許多小組成員一樣，認(rèn)為心智界面是游戲界面的下一個(gè)可行的邏輯步驟，游戲界面從打字命令到操縱桿/鼠標(biāo)，再到手勢(shì)和觸摸控制。Adam還概述了他們的歷史發(fā)展，從實(shí)驗(yàn)室里的濕式傳感器，到可以連接到VR的干式傳感器，再到未來將包括集成傳感器。Adam指出BCI作為一個(gè)行業(yè)的危險(xiǎn)之一是設(shè)定過高的期望值。當(dāng)人們看到幾年前的Neurable演示時(shí)，很容易就認(rèn)為BCI真的來了—當(dāng)時(shí)還有很多工作要做。這種 "崇高的期望 "實(shí)際上可能是一個(gè)問題，因?yàn)楝F(xiàn)實(shí)情況很少與這些演示的炒作相匹配。換句話說，我們很容易認(rèn)為我們已經(jīng)達(dá)到了像火狐那樣的讀心術(shù)，但我們確實(shí)還沒有達(dá)到，整個(gè)BCI領(lǐng)域可以被貼上 "失去潛質(zhì)能力 "和/或 "啞巴 "的標(biāo)簽。Neurable的目標(biāo)是 "永遠(yuǎn)的BCI"--請(qǐng)看這里。

圖7：Brink仿生學(xué)手套能感知?jiǎng)幼?，給游戲玩家?guī)韮?yōu)勢(shì)!

Brink Bionics--最后的演示就像把火狐做成了一個(gè)具體的用例和使它應(yīng)用到非常具體的游戲中，由Brink Bionics的Erik Lloyd做的。他們宣稱，在需要快速反應(yīng)和手眼協(xié)調(diào)的游戲中，比如第一人稱射擊游戲和類似的動(dòng)作游戲，信號(hào)從大腦到手再到鼠標(biāo)/鍵盤/操縱桿/輸入設(shè)備所需的幾毫秒時(shí)間，就能起到?jīng)Q定性作用。他們的技術(shù)可以裝在無(wú)指手套中，可以檢測(cè)到神經(jīng)中的小電脈沖，導(dǎo)致肌肉抽搐，從而表明用戶決定在游戲中執(zhí)行什么命令。不過，他們的產(chǎn)品不需要使用鼠標(biāo)，而是可以將肌肉輸入直接轉(zhuǎn)化為現(xiàn)有游戲中的命令！這也許是最實(shí)用的產(chǎn)品。這也許是此次展出的產(chǎn)品中最實(shí)用的一種--雖然有新的硬件，但你不必對(duì)現(xiàn)有的游戲進(jìn)行重新編程，因?yàn)樗麄儗⒓∪庑盘?hào)轉(zhuǎn)換為鼠標(biāo)或其他控制器的現(xiàn)有命令。在這里了解更多信息。

圖8：Erik Lloyd談BCI今天與未來的狀態(tài)

Erik還談到了神經(jīng)技術(shù)在游戲中的發(fā)展，并指出今天我們現(xiàn)在正處于第一階段--游戲向用戶提供刺激，然后我們測(cè)量結(jié)果（或用戶的反應(yīng)），然后將其映射到一些已知的反應(yīng)。他稱之為 "依賴性 "BCI，而最終將出現(xiàn) "獨(dú)立性 "BCI，它不需要向用戶呈現(xiàn)一個(gè)場(chǎng)景（就像VR一樣），但將允許機(jī)器直接接收我們的任何想法，我們可以使用這些想法來控制機(jī)器。

結(jié)論

Erik對(duì) "依賴型 "和 "獨(dú)立型 "的BCI的區(qū)分，或許是結(jié)束當(dāng)今行業(yè)現(xiàn)狀討論的好地方。你會(huì)注意到，我并不是在VR或AR中或通過BCI觀看會(huì)議，而只是在Youtube上觀看。

今天的BCI使用了生物反饋（心率、皮膚/壓力反應(yīng)）、情感計(jì)算（基于面部識(shí)別的情感）、腦電信號(hào)檢測(cè)（而且有很多關(guān)于解釋這些信號(hào)的不同方法的研究）、眼球跟蹤（用于VR內(nèi)部的意圖）、動(dòng)作捕捉（用于teslasuit）和電脈沖模擬觸摸的組合。雖然行業(yè)現(xiàn)狀已經(jīng)不再只是研究實(shí)驗(yàn)室，但要想從你的頭腦中直接控制任何游戲，還有很長(zhǎng)的路要走。也許用不了多久，這些技術(shù)的影響就會(huì)超越游戲--誰(shuí)知道可能會(huì)有一個(gè)像火狐一樣的戰(zhàn)斗機(jī)在路上呢!

Rizwan Virk畢業(yè)于麻省理工學(xué)院和斯坦福大學(xué)，是一位未來學(xué)家、企業(yè)家、風(fēng)險(xiǎn)投資家、視頻游戲先驅(qū)、獨(dú)立電影制作人和暢銷書作家。他的著作包括《模擬假說》：一個(gè)麻省理工學(xué)院的計(jì)算機(jī)科學(xué)家展示了為什么人工智能、量子物理學(xué)和東方神秘主義者一致認(rèn)為我們?cè)陔娮佑螒蛑校约啊赌阍谏虒W(xué)院學(xué)不到的創(chuàng)業(yè)神話和模型》。他是Play Labs @ MIT的創(chuàng)始人，也是包括Griffin Gaming Partners在內(nèi)的多家風(fēng)險(xiǎn)投資公司的風(fēng)險(xiǎn)合伙人。訪問他的網(wǎng)站：www.zenentrepreneur.com

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