除了不用開顱Facebook 的腦機接口和馬斯克有什麼不同?
即便Facebook 的非侵入式方案比Neuralink 的“打孔”方案更容易讓人接受,但這種涉及人腦意識挖掘的技術,還是會讓人們保持警惕。埃隆·馬斯克的Neuralink 公佈“腦後插管”技術還不到半個月,Facebook 也迅速透露了他們在腦機接口(BCI)項目上的新進展。
不同的是,Facebook 最終想實現的是一種無需在人腦中植入電極的非侵入式BCI 解決方案。
當地時間7 月30 日,Facebook 和受其資助的加州大學舊金山分校(UCSF)發布共同研究成果:他們已構建出了一個BCI 系統,能夠實時解碼志願者在進行對話時的大腦活動,並將信號轉化為屏幕上的文字。相關論文發表在最新一期的《自然》子刊Nature Communications 上。
UCSF 論文| Nature Communications 官網截圖
雖然距離“動動腦子就能打出字來”的科幻場景還很遠,但這個全球首款實時解碼大腦信號的問答語音項目,正讓Facebook 兩年前在F8 大會上公佈的BCI 計劃逐步成為現實。
為病患設計
在今年4 月之前,為喪失說話能力的病患設計的基於植入物的通信系統,每分鐘只能生成8 個單詞。致力於讓這部分患者獲得自然交流能力的UCSF,4 月發布研究稱使用深度學習直接從人腦信號裡“提取”語音,每分鐘單詞數提升至150 個,接近正常人交流水平。而現在他們所做的,就是基於此前研究進一步提高語音識別的精度。
UCSF 首先要求三名病患聽一組問題集,要求他們將聽到的內容大聲說出來。與此同時,研究人員利用病患腦部的植入式電極記錄他們大腦活動,並收集這些數據以訓練機器學習算法。接著,病患再次被提問,這時,算法開始解碼人腦信號,最後輸出參與者想說的內容。
系統測試流程| UCSF
而猜測人們想要說什麼的語音解碼器(speech decoders)卻很容易被讀音相近的單詞干擾,比如“synthesizer”(合成器)、“fertilizer”(肥料)。為了提高解碼的準確性,研究人員為新系統添加了“語境”。比如,給以上兩個單詞搭配一個特定的問題“你在田野裡撒了什麼?”有了上下文,新系統解碼的準確度達到61%-76%。相比隨機預測7%-20% 準確率,UCSF 最新的研究成果無疑是項巨大的突破。研究人員表示,未來將擴大系統的詞彙量,讓它可以適用於更廣泛的領域。
全新的交互方式
在Facebook 看來,這項成果不只是一項神經義肢技術(neuroprosthetics,用電子裝置代替受損感覺器官的功能),它還加速了“不用開口,不用動手”的輸入方式的到來。“這一進展顯示了未來AR 頭戴設備輸入和互動能力的新潛力”,Facebook 副總裁Andrew Bosworth 說道。
Facebook 十年路線圖| Facebook
早在2017年的F8大會上,Facebook就將AR/VR放在到了那張十年路線圖裡的顯要位置。扎克伯格在台上宣布Facebook的目標是虛擬現實,而頭顯的最終形態會是一台融合AR/VR的“太陽眼鏡”。同時,Facebook的實驗部門Building 8也為這個“下一代人機交互平台”助興,宣布了一項BCI計劃:通過非侵入式的可穿戴設備,讀取腦電圖,最終達到控制輸入目的。Facebook表示,這種完全無創的腦機系統最終可以讓人們每分鐘輸入100個單詞(是現在人們用手機輸入單詞速度的5倍)。
2017 年F8 大會上,Regina Dugan 現場講解BCI 項目| 視頻截圖
Facebook Reality Labs(原Oculus Labs,以下簡稱FRL)一直為這個目標不懈努力,除了自建團隊,也積極和學界合作,比如UCSF。FRL 的BCI 研究項目主任Mark Chevillet,對此前的BCI 計劃表達了樂觀,“我們確實認為這是可能的。”Chevillet 說,“這一結果有助於設定我們需要打造的可穿戴設備的規範。 ”
有意思的是,Chevillet 還認為,大部分人雖然都會在手機上使用語音助手,但卻不會當著其他人的面使用。和機器“無言”交流,就能緩解這種尷尬。同時,也能推進AR/VR 頭顯擺脫元器件的堆砌,盡可能地小型化。Facebook 一直在努力將頭顯小型化,除了將Oculus Quest 這款移動VR 控制在了非常輕量級的570 克,同時也在研發AR 眼鏡。2018 年10 月,Facebook AR 負責人Fius Kirkpatrick 告訴TechCrunch,公司的確正在打造AR 眼鏡。
“這不是雞尾酒派對上的玩笑話”
Facebook 同時也在研發非侵入式“讀腦”設備。
Facebook 發布博文作了解釋,神經元在活躍狀態下會消耗氧氣,因此如果能夠檢測大腦內氧水平的變化,人們也就可以間接測量大腦活動。“我們也可以使用類似紅外光的,以一種安全、非侵入性的方式來測量大腦中血液的氧含量。這類似於在功能性磁共振成像(fMRI)中測量到的信號——但使用的是由消費級零件製成的便攜式可穿戴設備。”
Facebook 設計的原型機| Facebook
就目前而言,這台原型機體積龐大,速度緩慢,且不可靠。但Facebook 仍認為這種方案潛力很大。“雖然測量氧含量可能無法解碼想像的句子,但是能夠識別哪怕只有幾個想像的命令,比如『主頁』、『選擇』和『刪除』,都將為我們提供與今天的VR 系統以及未來的AR眼鏡交互的全新方式。”博文還提到,這種方案的實現可能需要十年時間。
兩年前,時任Building 8 負責人的Regina Dugan 告訴The Verge,Facebook 並不擔心競爭對手,樹立一個宏大的願景是一回事,而構建一個能實現這一願景的流程又是另外一回事。“這不是雞尾酒派對上的玩笑話,我們是認真的。”Dugan 說道。
而現在,馬斯克也發布了Neuralink 在BCI 項目上的進展。具體來說,他們設計的“縫紉機”可以將一條極細的線路植入人腦,像微創眼科手術一樣安全無痛。而這些線路上的電極和傳感器,能從大量細胞中捕獲信息並將其無線發送到計算機以供分析,最終實現人機互聯。雖然BCI 技術離商業化還有很長一段時間,但巨頭之間的競爭開始了。
Neuralink 的“打孔”方案| Neuralink
即便Facebook 的非侵入式方案比Neuralink 的“打孔”方案更容易讓人接受,但這種涉及人腦意識挖掘的技術,還是會讓人們保持警惕。更何況為他們提供服務的,還是深陷隱私醜聞泥淖的Facebook。