除了不用开颅 Facebook 的脑机接口和马斯克有什么不同？

发表于 5年以前 | 总阅读数：757 次

不同的是，Facebook 最终想实现的是一种无需在人脑中植入电极的非侵入式 BCI 解决方案。

当地时间 7 月 30 日，Facebook 和受其资助的加州大学旧金山分校（UCSF）发布共同研究成果：他们已构建出了一个 BCI 系统，能够实时解码志愿者在进行对话时的大脑活动，并将信号转化为屏幕上的文字。相关论文发表在最新一期的《自然》子刊 Nature Communications 上。

UCSF 论文 | Nature Communications 官网截图

虽然距离“动动脑子就能打出字来”的科幻场景还很远，但这个全球首款实时解码大脑信号的问答语音项目，正让 Facebook 两年前在 F8 大会上公布的 BCI 计划逐步成为现实。

为病患设计

在今年 4 月之前，为丧失说话能力的病患设计的基于植入物的通信系统，每分钟只能生成 8 个单词。致力于让这部分患者获得自然交流能力的 UCSF，4 月发布研究称使用深度学习直接从人脑信号里“提取”语音，每分钟单词数提升至 150 个，接近正常人交流水平。而现在他们所做的，就是基于此前研究进一步提高语音识别的精度。

UCSF 首先要求三名病患听一组问题集，要求他们将听到的内容大声说出来。与此同时，研究人员利用病患脑部的植入式电极记录他们大脑活动，并收集这些数据以训练机器学习算法。接着，病患再次被提问，这时，算法开始解码人脑信号，最后输出参与者想说的内容。

系统测试流程 | UCSF

而猜测人们想要说什么的语音解码器（speech decoders）却很容易被读音相近的单词干扰，比如“synthesizer”（合成器）、“fertilizer”（肥料）。为了提高解码的准确性，研究人员为新系统添加了“语境”。比如，给以上两个单词搭配一个特定的问题“你在田野里撒了什么？”有了上下文，新系统解码的准确度达到 61%-76%。相比随机预测 7%-20% 准确率，UCSF 最新的研究成果无疑是项巨大的突破。研究人员表示，未来将扩大系统的词汇量，让它可以适用于更广泛的领域。

全新的交互方式

在 Facebook 看来，这项成果不只是一项神经义肢技术（neuroprosthetics，用电子装置代替受损感觉器官的功能），它还加速了“不用开口，不用动手”的输入方式的到来。“这一进展显示了未来 AR 头戴设备输入和互动能力的新潜力”，Facebook 副总裁 Andrew Bosworth 说道。

Facebook 十年路线图 | Facebook

早在 2017 年的 F8 大会上，Facebook 就将 AR/VR 放在到了那张十年路线图里的显要位置。扎克伯格在台上宣布 Facebook 的目标是虚拟现实，而头显的最终形态会是一台融合 AR/VR 的“太阳眼镜”。同时，Facebook 的实验部门 Building 8 也为这个“下一代人机交互平台”助兴，宣布了一项 BCI 计划：通过非侵入式的可穿戴设备，读取脑电图，最终达到控制输入目的。Facebook 表示，这种完全无创的脑机系统最终可以让人们每分钟输入 100 个单词（是现在人们用手机输入单词速度的 5 倍）。

2017 年 F8 大会上，Regina Dugan 现场讲解 BCI 项目 | 视频截图

Facebook Reality Labs（原 Oculus Labs，以下简称 FRL）一直为这个目标不懈努力，除了自建团队，也积极和学界合作，比如 UCSF。FRL 的 BCI 研究项目主任 Mark Chevillet，对此前的 BCI 计划表达了乐观，“我们确实认为这是可能的。”Chevillet 说，“这一结果有助于设定我们需要打造的可穿戴设备的规范。”

有意思的是，Chevillet 还认为，大部分人虽然都会在手机上使用语音助手，但却不会当着其他人的面使用。和机器“无言”交流，就能缓解这种尴尬。同时，也能推进 AR/VR 头显摆脱元器件的堆砌，尽可能地小型化。Facebook 一直在努力将头显小型化，除了将 Oculus Quest 这款移动 VR 控制在了非常轻量级的 570 克，同时也在研发 AR 眼镜。2018 年 10 月，Facebook AR 负责人 Fius Kirkpatrick 告诉 TechCrunch，公司的确正在打造 AR 眼镜。

“这不是鸡尾酒派对上的玩笑话”

Facebook 同时也在研发非侵入式“读脑”设备。

Facebook 发布博文作了解释，神经元在活跃状态下会消耗氧气，因此如果能够检测大脑内氧水平的变化，人们也就可以间接测量大脑活动。“我们也可以使用类似红外光的，以一种安全、非侵入性的方式来测量大脑中血液的氧含量。这类似于在功能性磁共振成像（fMRI）中测量到的信号——但使用的是由消费级零件制成的便携式可穿戴设备。”

Facebook 设计的原型机 | Facebook

就目前而言，这台原型机体积庞大，速度缓慢，且不可靠。但 Facebook 仍认为这种方案潜力很大。“虽然测量氧含量可能无法解码想象的句子，但是能够识别哪怕只有几个想象的命令，比如『主页』、『选择』和『删除』，都将为我们提供与今天的 VR 系统以及未来的 AR 眼镜交互的全新方式。”博文还提到，这种方案的实现可能需要十年时间。

两年前，时任 Building 8 负责人的 Regina Dugan 告诉 The Verge，Facebook 并不担心竞争对手，树立一个宏大的愿景是一回事，而构建一个能实现这一愿景的流程又是另外一回事。“这不是鸡尾酒派对上的玩笑话，我们是认真的。”Dugan 说道。

而现在，马斯克也发布了 Neuralink 在 BCI 项目上的进展。具体来说，他们设计的“缝纫机”可以将一条极细的线路植入人脑，像微创眼科手术一样安全无痛。而这些线路上的电极和传感器，能从大量细胞中捕获信息并将其无线发送到计算机以供分析，最终实现人机互联。虽然 BCI 技术离商业化还有很长一段时间，但巨头之间的竞争开始了。