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11月初,埃隆·马斯克做客乔·罗根的播客节目,在访问中再次抛出“颠覆级预言”,声称“未来五到六年,像现在这种划屏幕、装APP的传统手机,将退出历史舞台”。
在后续对话中,马斯克又进行了详细描述,表示未来人类将通过植入微型电极直接与计算机交互,无需屏幕、键盘和语音输入。人的大脑将成为终极“操作系统”,只要人类通过意念表达需求,AI便会自动执行任务。
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马斯克这一大胆预言背后,是脑机接口技术的飞速发展与产业变革的加速酝酿。作为连接大脑与外部设备的革命性技术,脑机接口正从实验室走向产业化,承载着人机交互方式重构的想象。
什么是脑机接口技术?
脑机接口(Brain-Computer Interface)是一种大脑与外部设备之间建立直接通信通路的技术,主要通过采集和解析大脑产生的电信号或其他神经活动信号,实现人脑与计算机或其他电子设备的直接交互。
可以说,由于脑机接口技术的出现,人类的大脑可能会逐渐演进成为新的“终端”。
由于可以实现人脑与计算机之间的直接通信,脑机接口在医疗、康复、增强人机交互等领域具有广泛的应用潜力。
在医疗康复领域,脑机接口可以帮助瘫痪患者恢复运动功能,有望用于治疗帕金森等神经系统疾病,也可以帮助感官障碍患者恢复正常机理功能。
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一家上海脑机接口企业在展示他们的技术如何帮助瘫痪病人进行肢体功能恢复训练。
在人机交互领域,脑机接口可以有效提升人机交互的效率和体验,通过意念控制外界设备,在虚拟现实(VR)和增强现实(AR)中,给用户提供更沉浸的体验。
脑机接口的三种技术路线。
目前脑机接口的主要技术路线分为三种——侵入式、非侵入式以及半侵入式,每条路线都有自己的优势特点。
侵入式:“钻”进大脑,信号准度高。
侵入式技术能够实现与大脑神经元的直接“对话”,信号分辨率高是其最大优势。目前,这种技术路线主要应用在医疗领域。
例如,美国“神经连接”公司生产的N1芯片里藏了近千个电极,通过设备与人脑连接,就能“偷听”人脑数百个神经元的活动。
今年,已经有受试者佩戴侵入式技术生产出来的设备,实现了通过意念操控机械臂写字。
在侵入式技术路线上,中国也取得了一定进展,2025年中科院联合华山医院完成了国内首例侵入式脑机接口前瞻试验,受试者顺利实现了用意念操控复杂的电脑游戏。
非侵入式:不用“开刀”,人体受损小。
相较于需要进行专业手术的侵入式技术,非侵入式技术的优势在于,不用动刀,且成本较低。
如今美国的Emotiv、Muse等品牌,已经生产出能够监测脑电的头戴设备,只要通过专业的注意力训练,就可以正常使用。
国内在非侵入式脑机接口技术领域同样发展迅猛。清华大学和天坛医院合作的脑控轮椅项目,已经进入多中心临床验证阶段,相信不久之后,那些行动不便的人就可凭意念驾驶轮椅。
目前来看,非侵入式技术安全且实用,极有可能抢先占据消费级场景的先机。
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在瑞士洛桑,科学家正在进行脑机接口实验。
半侵入式:中和利弊,技术“中间派”。
半侵入式技术路线主要介于侵入式技术和非侵入式技术之间,是一种“中间选择”。
与侵入式相比,半侵入式的手术范围和深度相对较小,对人体的损伤有限,安全性更高;与非侵入式相比,半侵入式又能够与人体相连,使得信号质量更强。
如今常用的皮层脑电图技术就属于这种技术路线,该技术目前也已经应用于癫痫疾病监测领域。
此外,美国加州大学旧金山分校团队已使用该技术,成功帮助瘫痪患者通过精准操控机械臂,实现了生活自理。
脑机接口技术发展现状如何?
虽然马斯克有关脑机接口在未来五六年内完全替代手机的说法赚足了眼球,但业内人士大多对此还保持谨慎态度。目前来看,脑机接口技术尚有很多亟待解决的问题,距离全面铺开使用可能还有段距离。
技术成熟度低。
目前脑机接口还处在“早期摸索”阶段,其核心技术仍有不少短板。
例如,电极虽然成功植入人体之内,但其生物兼容性还没得到完全验证,能否长期与人体“和平共处”尚未可知。
此外,目前脑机接口技术还存在对人脑信号解码错误率较高的问题,万一脑机接口技术在使用场景中,误将踩刹车的意图解读为踩油门,将会不可避免地造成重大事故。
大众接纳度低。
首先,侵入式和半侵入式脑机接口技术都需要进行开颅手术,在人体中植入电极,这对于大部分人来讲,一时间都难以接受。
其次,人脑活动极为复杂,脑机接口技术是否会影响人脑的正常运转,是否会在注入刺激性信息后,对人脑产生难以逆转的后遗症,这些大众极为关注的安全问题,目前依旧难以明确。
最后,由于脑机接口技术需要对人脑进行实时监测,而大脑活动数据又是极为私密的信息,大众普遍担忧隐私信息被实时监控,万一信息泄露,将会带来一定的风险隐患。
商业运行困难。
剑桥大学神经工程团队直言,目前,用于医疗级别的脑机接口技术确实在慢慢成熟,部分技术已经投入使用,并产生了良好的效果,然而,消费级产品距离大面积推广使用还需要很长时间。
片上脑—机接口智能交互系统MetaBOC示意图。
当下,人类对脑机接口技术的使用更可能采取“过渡替代”方案,比如,现阶段和未来一段时间内,先使用AR眼镜、语音助手、肌电手环等技术,等脑机接口技术能够妥善解决大众关心的问题,以及技术使用生态逐渐搭建后,再进行商业化推广运用。
全球监管严格。
当前,侵入式脑机接口在全球范围内,都被作为最高风险等级的医疗器械进行监管。
在美国,食品药品监督管理局(FDA)对侵入式脑机接口采取极为谨慎的审批态度。
例如,马斯克于2016年创立、专注于脑机接口技术研发的Neuralink公司,在2023年才获得FDA的人体试验批准,直到2024年1月才完成首例人类植入手术。
在中国,监管框架正在逐步完善,今年7月,工业和信息化部等多部门联合发布《关于推动脑机接口产业创新发展的实施意见》,一方面提出要“加强基础软硬件攻关”“打造高性能产品”,另一方面也对脑机接口技术监管提出了更高的要求。
目前看,脑机接口技术要从医疗设备走向消费产品,还必须跨越严格的监管门槛。
面对重重难题,脑机接口在接下来五六年内完全取代手机的可能性微乎其微,但马斯克的预言也并非毫无价值。
随着技术路线不断成熟、技术生态不断完善,未来一段时间里,脑机接口将很有可能与手机等设备共存融合,形成多层次、立体化的交互应用场景。
而在更远的未来,随着技术和生态取得长足进步,意念控制将不再只是一个科幻概念!
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