中國實現意念控制無人機機器人 智能戰士還遠嗎？

【專家簡介】童莉，解放軍信息工程大學副教授，全國人工智慧學會、生物醫學工程學會會員，北京大學物理學院博士後。長期從事智能信息處理、三維成像、腦機交互研究，參研多項國家863計劃重點課題、國家自然科學基金項目等科研課題。獲軍隊科技進步一等獎1項，發表學術論文30餘篇，授權專利3項，軟體著作權2項。

腦計劃將揭示大腦奧秘，推動社會向更健康、更智能方向發展

腦計劃正在催生新的認知空間戰場，未來軍事應用前景廣闊

本期邀請信息工程大學信息系統工程學院童莉副教授為您講述——

腦計劃：世界科技競爭新高地

核心提示

人腦大約有1000億個神經元，是人體中最複雜的部分，也是宇宙中已知最複雜的組織結構。「腦科學計劃」簡稱腦計劃，主要包含以探索大腦秘密、攻克大腦疾病為導向的腦科學研究和以建立、發展人工智慧技術為導向的類腦研究，旨在探索大腦運行機理、增進精神衛生和防止神經疾病、發展人工智慧技術，最終達到認識大腦、保護大腦和創造大腦的目標。因其對人類健康、認知、國家安全等領域的戰略意義和深遠影響，自21世紀初以來世界各大國紛紛開展「腦計劃」，並將其納入國家級科研計劃，視為國家戰略。

競爭日趨激烈——

全球掀起「腦競賽」熱潮

自有人類歷史記錄以來，大腦奧秘始終是人類關注和探索的熱點，更是現代科學面臨的最大挑戰。隨著生物學、醫學、神經科學和認知科學的發展，人類深刻認識到腦科學研究的重要意義，探索大腦的科學熱情更加高漲。進入21世紀後，隨著新型成像技術、匯聚技術以及基於計算和信息通信技術平台的出現，腦科學研究的時代才真正到來，神經環路、計算神經科學、腦機介面等領域不斷取得突破。

2004年，美國推出「神經科學研究藍圖」框架。2011年，發布神經科學10年計劃：從分子到腦健康。2013年4月，美國政府正式公布「推進創新神經技術腦研究計劃」，宣布在大腦結構圖建立、神經迴路操作工具開發、大規模神經網路記錄技術開發等9大研究領域開展重點資助研究。

2002年至2009年，歐盟對150餘個腦科學研究項目展開大規模資助。在此基礎上，2013年，歐盟正式提出「人腦計劃」，試圖以超級計算機技術來模擬腦功能，在未來神經科學、未來醫學和未來計算等領域，開發出新的前沿醫學和信息技術。

此外，加拿大、日本、德國、法國、英國等國家也先後推出本國的腦科學研究計劃，主要聚焦在研究各種腦功能和腦疾病的機理，希望搶佔其未來技術制高點、掌握未來戰略主動權。與此同時，許多世界級企業也紛紛推出自己的人工智慧大腦計劃。谷歌實驗室和IBM致力於構建龐大的人腦神經網路模擬系統。

技術日新月異——

奠定規模化應用基礎

全球範圍的「腦計劃」啟動以來，圍繞大腦開展的科技創新和科學發現不斷湧現。神經標記和神經環路追蹤技術、大腦成像技術、神經調節技術、神經信息處理平台等多個研究領域取得進展。許多國家將腦功能障礙疾病診治放在突出位置，如自閉症、心理障礙、抑鬱症以及神經衰退、阿爾茨海默綜合症、帕金森綜合症等疾病是這項計劃首先要攻克的目標。

2012年，美國哈佛大學在腦結構的研究方面取得突破，其開發的新型核磁共振掃描技術，使精準探索大腦內部結構成為可能。

2014年，美國威斯康星大學依託可靠神經介面技術開發的腦結構研究技術使大腦神經網路活動可視化逐步實現。

在腦機介面技術方面，人類用意念控制物體的設想終於實現，大腦控制外部設備以及大腦控制另一生物體的異體控制技術已經取得成功。藉助腦電設備，日本研發的腦控自行車、德國的腦控汽車、美國的腦控機器人等新技術層出不窮。2016年，美國腦控無人機大賽，「意念」操控無人機飛行距離達到9米。

我國信息工程大學基於腦機交互技術已經實現了腦電波控制機器人的動作控制和飛行器的飛行狀態控制等，藉助腦電設備，實現了用「意念」控制無人機和機器人的腦控實驗。

在類腦科技研究方面，2013年德國科學家製造出納米憶阻器元件，隨後美國和澳大利亞學者通過納米尺度的憶阻器矩陣，製造出世界首個能模仿人腦的電子記憶細胞。同時，模仿人腦的神經形態晶元、具備人腦處理功能的仿腦處理器、認知計算機技術等智能技術紛紛問世。

軍事潛力巨大——

催生認知空間「制腦權」爭奪

隨著腦計劃發展戰略的推進，腦科技在軍事領域的地位和價值日益凸顯，「制腦權」已經成為未來軍事較量新的高地。

在軍事上，腦科學的發展為作戰理論變革、武器裝備智能化發展帶來了重大機遇，成為當前世界軍事科技競爭中最前沿、最具挑戰性的領域，其軍事應用前景主要體現在「仿腦」「腦控」「超腦」「控腦」四個方面。

例如「仿腦」，它主要是通過借鑒人腦運行機理，開發出具備人類識別、推理和判斷能力的信息處理系統、智能武器裝備或高智能機器人。目前，這類裝備已經從實驗室走上軍事應用。美、俄、日等國均裝備有此類高智能機器人。

「腦控」，則是藉助腦機交互技術實現人與機器的高效融合，從系統層面提升武器的戰鬥效能，在複雜戰場環境突破人類的生理極限。美國國防高級研究計劃局開展的「阿凡達」尖端軍事科研項目，就是通過開發「外骨骼服」來擴展人類機能，控制進攻性武器和系統。

「超腦」，是通過電磁、超聲波、激光等方式實施神經刺激，激活大腦潛能，激發大腦功能，達到智力、感知力、注意力等人體機能提升的目的。美國的「不眠戰士」計劃就是其典型應用，以「溫和」電刺激大腦的方式幫助士兵在高風險軍事行動中保持長時間的高度清醒和警覺。

「控腦」，則是利用技術手段實現對人的神經活動、思維能力等進行干擾甚至控制。

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