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DARPA 钟情的脑机接口技术不仅是「开脑洞」,也是 VR 和医疗领域变革的关键

GilgameshAI 2021-09-14 16:29:56


- shenzhenware -


美国国防高级研究计划局(DARPA)似乎对科幻电影中出现的高新技术有着特别的执着。根据最新的消息,DARPA 将投入 6500 万美金,用于人脑和计算机之间的相互通信,也就是脑机接口技术。


作为神经工程系统设计(NESD)项目的一部分,该资金将会资助五个学术机构和一个位于圣何塞的小公司进行相关的研究。


什么是神经工程系统设计项目?根据 DARPA 官方的说明,该项目致力于开发可植入神经接口,在人脑和数字世界之间提供信号解析以及数据传输带宽,并将大脑使用的「电化学语言」翻译为计算机能够识别的二进制语言,也就是双向脑机接口技术,旨在提升神经技术的研究能力,为研究新的治疗方法建立基础。


在这个项目中,DARPA 的研究团队将一块芯片植入脑中,并一次性与脑中指定区域中超过 100 万个神经元进行连接。芯片上的传感器能够进行实时通信,研究人员从中能够获知大脑是如何认识以及解码信息,为开发「高分辨率」的神经植入物奠定基础。


DARPA 对脑机接口情有独钟


DARPA 曾表示,,无论是网络安全、机器人科学、宇宙探索还是生物科学,都会进行大量的研究和实践。


而脑机接口技术在军事上的应用也相当直接。



2011 年,DARPA 将颅外直流电刺激技术应用到了智力/学习领域。利用电极贴在皮肤特定位置上,然后释放少量电流,学习者会在短时间内快速提升学习效果。这项成果直接应用在了对飞行员和狙击手的训练上。而这项技术最大的贡献是第一次大规模的将脑机接口使用在健康人身上,并为以后的研究打下基础。


同时,这项研究也表明,神经植入技术可以让很多设备成为身体的延伸,而不仅仅是辅助残疾患者以及瘫痪病人,目前已经成功地实现了两个人的神经系统直接通信,以及神经信号驱动轮椅。此次 DARPA  6500 万美金研究的重点,也是通过神经技术增强人体本身的智能。


脑机接口技术在商业领域有广泛的应用


虽然脑机接口技术离大规模普及还很远,但这并不妨碍先行者对该技术进行商业化探索,而医疗健康则是与脑机接口结合最为紧密的领域之一。


位于美国山景城的 Neuropace 公司推出过一款能够识别大脑异常活动的医疗装置,该装置由一种很小的植入颅骨的神经刺激器构成,放置在大脑表面可能出现癫痫的地方,然后发送脉冲以抵消或破坏导致癫痫发作的异常信号。


另外,深圳湾(公众号 ID:shenzhenware)此前就报道过,伊隆马斯克打算成立一家新公司 Neuralink,将人脑和计算机连接起来,允许人类用意念与计算机交互,从而免去了键盘、鼠标及触控板低效输入的烦恼。尽管 Neuralink 成立的最终目的在于提升人类的智能,但目前仍是结合医疗健康健康,探索如何通过脑机接口减轻慢性疾病症状,例如癫痫、帕金森症等。



值得一提的是,脑机接口技术在 VR 领域上的应用也有很大的想象空间。


位于瑞士的 MindMaze 是一家神经科学公司,专注于虚拟现实、运动捕捉和脑机接口技术的结合。


MindMaze 的虚拟现实系统通过结合各种方法以「零延迟」的方式在虚拟现实世界中生成互动。该系统用绑带和干电极检测用户的脑电波、肌肉活动,一个专用的运动捕捉摄像机在用户做出动作之前进行「预测」。


MindMaze 的负责人表示,如果有了运动数据、肌肉数据、大脑数据,研究人员就能权衡信息,并从这些数据中预测行动。而该过程的游戏化也让 MindMaze 公司的产品有了更广泛的应用空间,比如和 Oculus Rift 这样的头戴虚拟现实设备结合,从而进入消费者市场。


脑机接口技术的困境


脑机接口技术是一门复杂的交叉学科,无论是在工程技术还是科学原理上都需要花费大量的金钱和科研资源。


2014 年巴西世界杯开幕式,在全世界球迷的注视下,一名巴西瘫痪少年在脑控外骨骼的帮助下开了第一球,这可能是近几年里,脑机接口技术最让人感动的应用案例了。不过,那位瘫痪少年身穿的「机械战甲」并不是所有人都能接触得到的,美国的科学家专门花费了两年时间的研究才让这名少年顺利地踢出这一脚。

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