脑机接口技术的未来之驳

深度学习实验室 · 2015-12-11 08:43

因为看了《黑镜》，所以想说说这个话题。我们目前所拥有的大脑本该是最适合人类自身进化需要的大脑，该记住什么，遗忘什么，能记住多久，多久才能忘却……几千几万年以来，人们已经适应了这样的运转机制而生存。任何强化后的记忆，或者遗忘机制，从某种程度上都会给人们带来痛苦和挑战，至少，目前来说真的如此。

可为什么人类对于一系列人脑和意念类的技术却如此痴迷？好像人们生来就渴望记住一切，不让任何经历在人类记忆的长河中消失，果真如此吗？

数字时代的存储与记录

互联网是一个硕大无比的大脑，而且她从来不会忘掉任何事情，方便的信息复制机制可以让同样的信息出现在不同的地方。充分冗余的备份让人们能触摸到几乎所有的人类文明.

像谷歌百度这样的工具，在数十天内就可以将整个互联网重新备份一次，总有网页快照这样的东西可以找到某些东西。任何个人的记忆，一旦曾经出现在互联网上，即成为巨大互联网信息的一部分，无法剥离。

与以往传统的记录方式相比，数码时代新记忆储存方式的特征在于，一段记忆是多么容易被记录，但同时又是多么容易被删除。记录的时间可以精确到分到秒，但只要手指轻轻按动删除键就转瞬荡然无存。就如同这是一个容易产生故事的时代，但同时也是一个容易迅速遗忘的时代。

Proust-Know the ones you love 让你所爱的人铭记于世

URL：http://www.proust.com/

回忆有可能是包袱，如果和别人分享也可能变成幸福。提供回忆分享服务的Proust.com就鼓励你把记忆深处的往事拿出来在线分享。

网站与19世纪的著名作家马赛尔·普鲁斯特（ Marcel Proust，著有《追忆逝水年华》）有着一定的关联。据网站介绍，灵感正是来自于这位作家，网站的联合创始人兼CEO汤姆·科蒂斯（Tom Cortese）在自己的祖母去世之后萌发了这个创意。因此，与当前互联网越来越迎合年轻人口味的趋势不同，Proust网反其道而行之，目标用户是那些充满怀旧之情、逐渐走向人生暮年的人群。

不过，年老的用户在网站上大段记述自己的回忆是一件困难的事情，对此网站专门开发出了Proust Questionnaire问卷的形式来帮助用户创建内容。用户可以受问题的启发回忆往事，并记录下来。关于这一点，科蒂斯解释说，他非常希望了解自己祖母生活中的故事，尤其是希望当她还健在的时候亲口问她。

当然，所有人都可以在Proust上开通一个帐户，或者直接使用Facebook的Connect按钮进行连接，也可以把自己的故事分享到Facebook或者Twitter上。你有权利把自己的故事设置成“公开”还是“隐私”；如果是后者，那么只有你邀请的用户才能看到。网站会问你一系列的问题，比如“你的初吻是谁？”“你有什么外号吗？怎么来的？”等，然后与答案一起，你可以标出相关的人或者地点，上传图片或者视等。如果你不喜欢这种适合老年人的方式，也可以放弃这些问题自己撰写回忆。而且，所有的信息都会被融合到你的个人故事书（personal storybook）中，你可以按地点、人物或者内容来查看。

Proust的特别之处在于，它声称自己可以使你更了解你爱的人。据网站官方定义，这是一个供亲密好友与家人彼此分享真正重要东西的私密之处，以此来留住我们生活中的故事，并启发我们认识自我。

科技作者莫莉·麦克休(Molly McHugh)在知名科技网站DigitalTrends撰文称，它直接挑战了那些对于Facebook用户来说自然而然的事情：只发布最肤浅的讲述，只更新自己，而没有利用社交网站来追问和探索；Proust认为，应该有地方能彻底梳理一下Facebook上那些大量自以为是且以自我为中心的帖子或者“赞”推荐，然后真正利用网站来“了解你所爱的人”。

“数字化的自我”

Gordon Bell是位于华盛顿州雷德蒙德市微软研究院的一名资深研究员。曾经我们提到过关于他和他亲笔写的小说《Total Recall: How the e-memory revolution will change everything》，每隔固定的时间必须拍摄一张照片。同时，再带上一个GPS设备以便随时记录你在哪里，你的电话、交谈以及会议、邮件等所有一切事情，都通过各种数字化设备记录下来。

Amazon: 《Total Recall: How the E-Memory Revolution Will Change Everything》

在一个可以搜索的数据库的帮助下，你的电子日记就能够告诉你在你生命的某时某刻你在哪，在干啥，在寻找什么，和谁在一起或者是你在读什么。就像现在的贝尔一样，你就可以拥有令人惊讶的记忆力，能够“回忆起”在许多年前的一次偶遇中，大家都说了点什么。

他说：“个人认为，自己的记忆实际上和数字记忆并没有区别，我的生物性记忆可以帮我记住自己在互联网上所做的记录保存在什么地方，这已经帮我摆脱了很多以前必须记在脑子里的杂乱无章的信息，反而让我更好地记住了重要的细节。”

贝尔承认他记录的大多数时刻都很“麻木，枯燥，平庸，可预见，繁琐以及平淡的。”但是记录所有事情的好处则是你可以有机会从另一面了解你自己。

他对未来的理想是你能让软件对整个数字记录排列并筛选，从而发现一些在没有软件协助的情况下你不可能注意到的东西，比如工作、休闲以及消费习惯，在不同状况下以及对特定人物的情绪模式，许许多多影响你精神健康及身体健康的微妙因素——也就是你可以记录、浓缩、关联以及分类所有你想要知道的关于你自己的事情。

这个梦想并不能很快的全部转化为现实，但通过收集整理自己的信息来获得新的发现是一件度哟么令人神往的事情。每一天，记录下的每一件事件经历，逐步地丰富“数字化的自我”（ Quantified Self）。

可操控记忆的记忆芯片

南加州大学的Theodore Berger博士与他的团队已经在去年成功将一块记忆芯片，植入小鼠脑内，这块芯片使用电极增强和扩展记忆能力。这个团队用了很长时间研究小鼠的脑信号，并在芯片中模仿发出相同信号，使小鼠学习更多内容，并可以将记忆信号保存在芯片内。

此装置结合了数学和神经科学，是由一个微芯片和一组32个电极组成。装置的核心是一个运算法则，该法则可破译和复制在大脑皮层中传递的神经密码。通过此移植体恢复的功能是有限的——老鼠能够记住操作杆中哪两个是它们按过的。不过，此装置的创造者们相信：基于相同原理的装置，最终有一天会被用于唤起那些患有中风、痴呆、或其他脑损伤病人的记忆力。

维克森林大学（Wake Forest University）的神经生理学家塞缪尔·戴德维勒（Samuel Deadwyler），首先训练老鼠接连地按两个不同的操作杆。当一个操作杆被放到老鼠面前时，老鼠学习按这个操作杆，在延迟一段时间以后，它们便牢记按过的那一个操作杆，然后在第二轮时间周期中选择另外一个操作杆进行训练。当老鼠执行这项任务的时候，两组极小的电极记录了左右两边海马区上单个神经元的活动。海马区是大脑中的一个区域，当信息通过多个大脑层时，该区域通过信息处理来加强短期记忆。一组16个的电极——右边8个，左边8个——被用来监测海马区中一个被称为CA3层的区域上神经元所发出的信号，同时，另外16个电极监测CA1层上神经元接受的神经信号。

研究者们以相同的模式刺激神经，并对老鼠进行重复试验。这一次，老鼠较少犯错，而且即便是在更长的间隔之后，它们还可以记得要按哪一个操作杆。当研究者对其实施进一步的处理时，即通过神经阻塞剂阻止记忆形成，他们发现，如果老鼠受到是这种神经脉冲形式的刺激，它们还是可以“记得”按哪一个操作杆。

“这是对我们现有能力的一个令人兴奋的证明。我们不仅可以解读大脑的神经活动，而且还能控制它。”加州大学洛杉矶分校（University of California, Los Angeles）的神经学家和退休教授查尔斯·威尔逊（Charles Wilson）说。他没有参与此项研究。“希望的话，这个装置将来可能在临床上会非常有用。”

贝尔格和戴德维勒现在正在致力于增加他们能够监测的神经元数量和将他们的研究转移到非人类灵长动物身上——通往开发人类移植体的长途征程上的下一步。“我们已经拥有了在人类身上记录和刺激单个神经元的技术和能力；这些要素已经掌握了。”威尔逊说。“而此装置可以在动物身上起作用的事实，给了我提示：类似的装置也可能用于人类。”

IBM研制快速可靠记忆芯片

IBM的研究人员已经开发出一种编程技巧，可以更可靠地存储大量数据，他们使用的是一种有前途的新技术，称为相变存储器（phase-change memory）。该公司希望开始集成这种存储技术，融入商业产品如服务器，这样就可以处理云数据，时间是在五年左右。

就像闪存常见于手机，相变存储器也是非易失性的。这意味着，它不需要任何电源来保存数据。它可以快速访问，快速启动，在计算机上一般也会更有效的运作。相变内存具有速度优势，胜过闪存，美光（Micron）和三星即将推出一些产品，将与闪存竞争，用于一些移动应用装置。

这些最初的产品将使用存储单元，每个单元存储一个数位。但是，相变存储器要具有成本竞争力，进行更广泛的应用，这样，它就需要达到更高的密度，每个单元要储存多个数位。更大的密度是必要的，因为IBM要达到它的目标，开发相变储存器，用于高性能系统如服务器，这样，处理和存储互联网数据的速度就会更快。

IBM今天宣布的工作，提供了一个解决方案。在过去，研究人员未能制成这样一部设备，每个单元可使用多个数位，可靠地工作几个月甚至几年。这是因为，具有这些性能的相变材料用于存储数据。在IBM苏黎世研究所（IBM Research in Zurich），科学家已经开发出一种软件技巧，使他们能够弥补这一点。

在这些数据存储阵列中，每个单元都包含少量相变材料，夹在两个电极之间。把电压加在两个电极，这种材料就可以切换到任何数量的状态，具有连续性，从完全无结构到高度结晶都可以。

为了制造多位存储单元，IBM小组挑选了四个不同水平的电阻。麻烦的是，随着时间的推移，电子在相变单元中倾向于四处漂移，电阻会变化，从而损坏数据。IBM的小组已证明，他们编码数据，可以采用这样的方式，当数据读出时，他们可以纠正漂移造成的错误，并得到正确的数据。

IBM的小组已经表明，纠错码（error-correcting code）可用于可靠地读出数据，20万单元的相变存储器阵列，六个月后也可以读出。“这不是千兆比特，就像闪存那样，但它是令人印象深刻的，”埃里克•泡普（Eric Pop）说，他是伊利诺伊大学香槟分校（University of Illinois at Urbana-Champaign）电气工程和计算机科学教授。“他们正在使用一种聪明的编码方案，似乎可以延长相变存储器的寿命和可靠性。”

要做商业产品，这种可靠性的时间尺度需要达到10年，维克多•芝诺夫（Victor Zhirnov）说，他是半导体研究公司（Semiconductor Research Corporation）特别项目主任。IBM表示，他们可以取得成功。“这些材料中的电子漂移，主要问题是在最初几微秒和编程后几分钟，”哈里斯•泊兹迪斯（Harris Pozidis）说，他是IBM苏黎世研究所的内存和探测技术经理。漂移问题可以统计说明，在IBM编码方案中，究竟什么样的时间表是必要的，泊兹迪斯说，因为它的发生具有已知的速度。

层出不穷的脑控游戏和项目……

本田与ATR开发BMI技术，以大脑操作机器人

本田的研发子公司——Honda Research Institute Japan（HRI）与国际电气通信基础技术研究所（ATR）脑资讯研究所、岛津制作所联合于2009年开发出了利用非侵袭型脑活动测量装置，高度辨別头脑中想像的 BMI（Brain Machine Interface）技术。通过测量脑活动及分析测量结果，推测用户想像的是事先规定的4种动作中的哪一个，判断的正确率可达90.6％。原来在推测4种动作时的正确率曾达60％左右，但超过90％尚属首次。正确率的提高是通过在组合两种脑测量方法的基础上，采用ATR自主开发的“SLR（Sparse Logistic Regression）”辨別方法实现的。

B-REEL MIND SCARLAXIC 脑控赛车项目

Mind Scalextric是由广告制作代理公司B-Reel所进行的一项科研项目。该项目真的火了！ 自从问世以来，前后已经有N多品牌邀请B-Reel将此项目用于品牌的营销结合之中。Mind Scalextric顾名思义就是将科技与人脑相结合，用意念操控车的速度。试验者需头带一个连接大脑的设备，它会收集试验者的注意力、冥想、眨眼的力量及脑电数据，传输给电脑进行分析，再传输给安装于赛车模型上的Arduino微电脑控制板，从而驱动电路的启动。只要你的注意力越其中，赛车的速度就越快！这个项目真的超cool！

脑控滑板 Board Of Imagination

URL：http://www.chaoticmoon.com/labs/chaotic-moon-labs-board-of-imagination/

位于德克萨斯州奥斯汀（Austin, Texas）的团队——Chaotic Moon Labs前不久有一个惊人之举，展示了最新款的智能滑板，用不着Kinect体感控制器和手势控制了，控制方式直接进化成了脑控技术。

这款滑板使用三星Windows 8平板电脑和800瓦功率的电动马达，装备了一副头戴装置。有了它，使用者真的可以实现：“想”去哪儿，就去哪儿。你只要看到了远处的一点，并想着到那里去，再在脑子里确定一下速度，剩下的事就完全交给滑板来完成了，完全用不着手来操作。实验室人员认为，将这款滑板仅仅命名为“牛逼之板2.0”是不够的，基于它的新特点，将其命名为“终极梦想之板”（Board of Imagination）

该滑板的秘密就在新加入的头戴装置上，它实际上是Emotive公司制造的一款基于EPOC系统的“神经耳机”（Neuroheadset）。（当然不是戴上就发神经那种…）。它能将脑电波转化为可识别的机器信号，来控制滑板速度和刹车。

Chaotic Moon实验室在其官网上对这款滑板的介绍中表示：“这款滑板能让瓦特·迪士尼（Walt Disney）最常用的那句名言成真：‘有梦想，就能做到！’踩上这款滑板，只要你想去的地方，就都能去！”

在Chaotic Moon的官网上，实验室人员还提到了制造这款“读心术”滑板的最初动机。“因为我们的产品总经理赫尔利（Whurley）喜欢在奥斯汀灿烂的阳光下玩滑板，但Kinect在阳光下的识别度问题是我们必须要解决的。最终我们将思路的方向定在了‘意念操控’上。”

目前，Chaotic Moon实验室还没有将这款滑板商业化的打算。但实验室人员却计划将源代码公开，同时准备公开的还有制造该滑板所需的材料和成本的相关信息等，以便于其他人也能制造出类似的滑板。当然，上述这些信息公开要等到向其律师咨询后才可能实行。