直面工程师∣葛盛:当“意念控制”不再是想象,脑机接口让科幻照进现实
当“意念控制”从科幻走向现实,脑机接口作为连接大脑与外部世界的“桥梁”,正成为科技领域最受关注的热点之一。近日,记者专访了东南大学生物科学与医学工程学院教授、博导葛盛,听他结合自身研究经历,解读脑机接口的现在与未来,读懂这项前沿技术的真实模样。
脑机接口,让“意念”拥有可操控的力量
“我本科主攻电信号处理,硕士阶段赴日留学后,研究方向转向脑科学,深耕认知科学领域直至博士毕业。”2009年回国后,葛盛开始思索如何开展具有独创性的研究,最终将目光锁定在脑机接口这一交叉领域。“这两者的结合,最自然的落脚点就是脑机接口——它本质上就是用工科的信息处理方法,解读大脑信号,实现大脑与外部智能设备的信息交互。”
谈及脑机接口的发展历程,葛盛坦言,这项技术的研究由来已久,但真正“出圈”走红,不过是近五年的事。“脑机接口的爆发,得益于GPU等硬件的加持,使人工智能具备了强大的计算能力,促进人工智能进入到第四次发展浪潮。而人工智能的快速发展,也迫切需要一个连接人类智能与数字智能的桥梁,脑机接口恰好承担了这一角色。”
“简单来说,脑机接口就是‘用意念控制’,而用专业的术语来解释,脑机接口是一种实现脑与智能设备之间信息交互的前沿科学技术。”葛盛介绍,该技术通过采集大脑发出的信号,经解码处理后转化为可操控外部智能设备的指令,实现“意念控制”。
目前,脑机接口有侵入式、半侵入式和非侵入式三种信号获取方式。“侵入式需要借助外科手术,打开颅骨,植入电极,在皮层内部记录神经信号;半侵入式同样需要打开颅骨,但是在皮层表面贴敷电极记录神经信号,不会对大脑皮层造成破坏;非侵入式无需切开头皮,只是在头皮表面记录神经信号。”葛盛说。
医疗之外,有更多场景等待探索
关于脑机接口的应用场景,葛盛表示,目前其主要集中在医疗领域,尤其是针对残障人士的生活自理与康复治疗。“比如,帮助瘫痪患者控制机械臂取物,帮助语言障碍患者与外界建立沟通的桥梁。”他解释,考虑到“两害相权取其轻”,即便侵入式设备存在一定风险,但能极大地帮助残障人士改善生活质量,因此具有迫切的现实意义。
此外,人机混合智能也是脑机接口的应用趋势之一。“人机混合智能,就是将人类的知识、经验与机器的高效计算、海量存储能力相结合,形成‘超级智能’。”他以其所在的实验室的研究为例:“在海量卫星图片中识别船只型号,单纯依靠机器智能识别费时费力,而纯人工识别易造成人员疲劳。但在人机混合模式下,人类凭借经验快速锁定目标区域,再通过脑机接口将目标区域信息传递给机器,由机器智能完成目标的精准识别、标定,效率将得到极大提升。实现‘1+1>2’的效果。”未来,这种模式将广泛应用于各个领域,实现人类智能与数字智能的优势互补。
不过,当前脑机接口的发展仍面临瓶颈,其中最核心的便是传感器技术的局限。“目前的传感器陷入了一个两难困境:侵入式传感器的信号质量好,但会对人体造成伤害,且存在身体排异风险,难以长期留在脑内;而非侵入式传感器对人体无伤害,但信号质量较差。”葛盛表示,破解这一困境,需要两条路径并行发力:一是优化侵入式传感器的材料,减少对人体的伤害;二是提升非侵入式传感器的信号处理能力,提取更多的有效信息。
而未来随着技术的突破,脑机接口的应用场景将逐步拓展至健康人群,其潜力不可估量。“一旦技术有所突破,健康人群使用脑机接口的应用场景会非常广泛。”葛盛举了一个生动的例子:“未来,我们戴上智能眼镜,无需说话和动手,只需通过意念或移动视线,就能与云端智能体交互,完成信息获取、设备操控。比如,在地铁上,仅凭意念就能遥控家中的电器;或者,两个人默不作声,却能自由进行‘意念沟通’。这些只有在科幻电影才会出现的场景,未来都会逐步落地。”此外,在学习、情绪调节、睡眠监测等领域,脑机接口也将发挥重要作用,比如通过解读脑电信号,判断人体的疲劳程度、情绪状态,对我们的身心状态及时进行干预调节。
“超级人类”或将不再是想象
很多人认为,当前的脑机接口技术已经能够捕捉意识、记忆,甚至实现“意识上传”,但事实并非如此简单。
“意识究竟是什么?它是脑科学的一个终极问题,目前还无法解释。”葛盛解释,“脑机接口目前也只能解码一些简单的思维信号,实现基础的意念控制,还无法提取、保存意识,更谈不上上传云端。”
记忆的捕捉同样面临困境。“我们知道部分脑区与记忆相关,但具体的某一段记忆,比如我们对于某一天的亲身经历的记忆,目前还无法通过脑机接口方式进行提取或再现。”葛盛强调,当前脑机接口的能力十分有限,很多科幻化的场景,仍需要长期的技术积累才能逐渐实现。
技术的快速发展,也伴随着伦理与隐私的挑战。对此,葛盛高度关注,“一旦脑机接口实现商业化普及,就像手机一样人手一台,人类的大脑信号、心理变化、个人喜好等隐私信息,都可能被上传至云端,存在泄露风险。此外,当人机高度融合,人类的能力也会突破自然进化的局限——‘跑’更快、‘看’更远、‘听’更广,科幻电影中的‘超级人类’将不再是想象。那么,这样的‘人’,还能算是真正意义上的人类吗?这都将面临着伦理道德的问题。”
葛盛认为,应对这些挑战,需要多方协同:政策制定者与科研工作者应及早沟通,提前制定并完善相关法律法规,规范脑机接口的研发工作;科研工作者应加强科普,客观传递技术的能力与局限,消除公众对于脑机接口技术的恐惧与误解;公众也应从官方渠道了解前沿技术,树立正确的认知。
“这项技术的现实意义,目前在于帮助残障人士,改善他们的生活质量;而未来的价值,在于重构人机交互模式,让人类的生活更便捷、更高效,实现人机共生的美好图景。”葛盛表示,脑机接口的发展不会一蹴而就,需要多学科的持续深耕、技术的不断突破,以及伦理、法律的同步完善,“但我相信,只要稳步推进,那些在科幻电影中展现的未来场景,都终将逐步走进我们的现实生活。”
新华日报·交汇点记者 国亚妮
来源:新华报业网
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