融資2800萬美元！解讀Ctrl-labs的新一代神經介面技術

Ctrl-labs成立於2015年，總部位於紐約，一直致力於研發用於VR/AR和機器人的下一代神經介面技術。近日，記者Kyle Wiggers拜訪了這家公司。

今年5月，這家初創公司完成了2800萬美元的A輪融資,本次融資由Lux Capital和谷歌旗下GV（原稱Google Ventures）領投，Amazon Alexa Fund、Vulcan Capital、Slack以及Warby Parker等公司參投。截至目前，CTRL-Labs已累計獲得3900萬美元融資。據悉，此次融資將用來研發用於VR/AR和機器人的下一代神經介面技術。

那麼，這家剛剛創立三年的神經科學與計算機公司到底憑藉什麼獲得了各大廠商的青睞呢？Ctrl-labs又有哪些創意產品？讓我們一起來看。

1. 智能臂環

Ctrl-labs（前身為Cognescent），其創始人兼首席執行官Thomas Reardon可謂是一名神童。他在高中時就已開始攻讀麻省理工學院研究生水平的數學和理科課程，並在微軟參與開發了 Internet Explorer網路瀏覽器。幾年後，他進入哥倫比亞大學，主修神經科學，並獲得博士學位。

2015年， Reardon與其他神經科學家Patrick Kaifosh和Tim Machado一起創建了Ctrl-labs並立志：「解決計算機、神經科學和設計領域中最大的問題。」經過三年的研發後，這支團隊開發出其第一個產品：一個智能臂環，能夠讀取從大腦傳遞到手部的信號。

CTRL-labs開發的臂環不再是通過頭戴式腦電圖（EEG）感測器讀取腦電波，而是截取接近輸出點的信號，並通過藍牙將信息無線傳輸至給PC和智能手機。

CTRL-Labs 所使用的肌電圖（EMG）神經介面技術，可以捕獲肌肉產生的電信號，最終允許用戶通過意念在虛擬鍵盤上「打字」。

創始人 Thomas Reardon 表示，「用戶可以將他們的手完全放在桌子上，並在手部肌肉發出信號時完成輸入操作，而這個過程並不需要手真的去移動。這是由於大腦產生的信號到達手腕時，臂環可以直接捕捉這個信號並分析用戶意圖。」

目前，這個臂環仍屬於原型階段。臂環由一系列的小型電路板組成，每個都焊接至金屬觸點上。帶狀纜線將觸點連接到塑料外殼，後者又通過無線連接到運行Ctrl-Lab軟體框架的PC端。

2. 技術原理

Berenzweig認為臂環的作用非常類似於鍵盤或滑鼠。但與大多數外設不同，它採用了差分肌電圖（EMG）來將大腦意念轉化為行動。

這是如何做到的呢？即測量電勢的變化，這些變化是由從大腦通過下運動神經元傳輸至手部肌肉的脈衝所造成的。這種信息豐富的神經系統通路包括兩部分：直接連接到大腦運動中樞的上運動神經元；映射至肌肉和肌肉纖維的下軸突。神經遞質走過這個長長的神經通路，然後打開和關閉單個肌纖維。

臂環對附近的脈衝非常敏感。在Berenzweig開始演示臂環之前，他需要確保臂環與附近的金屬手推車相隔一段距離。

他表示：「臂環就像一條天線，所以很容易受到干擾。」（最新版本的臂環已經解決了這個問題。）

對於運動單元的肌纖維，將由16個電極監測其所放大的運動神經元信號，並從中測量這些信號，同時藉助於由谷歌TensorFlow的機器學習演算法來區分每個神經的單個脈衝。

Berenzweig在記者到達前就已經戴上了臂環，他在PC端向記者展示了一張類似於心電圖的圖表，其中的綵線則代表著每一個觸點。當他舉起一隻手指時，一條綵線出現了輕微的震顫。然後他把手放在一邊，一動不動。這時，圖表再次出現了震顫。

Berenzweig解釋說，肌電圖的奇妙之處在於，它獨立於肌肉運動，可以產生出Ctrl-labs技術所能夠檢測到的大腦活動模式：只需要神經元沿著軸突放電即可，也就是神經科學家所說的動作電位。

腦電圖（EEG）則主要是通過壓在頭皮上的觸點來測量腦電活動，這項技術可用於可穿戴設備。而EMG設備可以從運動神經元身上獲取更清晰的信號。

不過EMG設備仍有待完善。2013年，加拿大公司Thalmic Labs推出了一款EMG臂環——Myo。Myo可以檢測肌肉運動、識別手勢和關節運動，並將神經信號映射到鍵盤和遊戲熱鍵上的按鍵。不過，大部分用戶都有提到其手勢識別會出現不一致的情況。

在開發自己的硬體之前，Ctrl-labs曾使用Myo對他們的機器學習演算法進行了原型開發，Berenzweig自己就擁有一台設備。另外，新一代Ctrl-labs臂環比Myo更精確，可以放置在前臂或上臂的任何位置。另外，未來的版本將支持在手腕上運行。

Berenzweig向Linux終端輸入了數個命令，並啟動了第一個演示。一個類似於人類手部的形象出現在屏幕上，而Berenzweig則用自己的手指進行操縱。可以看到，手指的不同動作同步映射至屏幕上。

在第二個演示作品中，Berenzweig將一個電腦游標移向目標。與第一個演示作品不同，這裡的運動正在訓練一個神經網路，根據每個用戶的神經特性來調整系統。

當輪到記者的時候，記者不知道應該如何控制。但經過一開始的不熟悉後（游標只是瘋狂地繞著目標轉），演算法出現了大幅度的提升。記者能夠上下左右地進行移動，甚至可以進行書寫。記者只需想著移動手部，但無需實際移動手部。

3. 瞄準VR及智能手機市場

Ctrl-labs計劃在今年年底推出這個臂環，其定價尚未公布。目前，他們正在不斷調整並優化最終設計。

Berenzweig向記者展示了一張概念海報，包含其外形及尺寸圖，些看起來與Android Wear智能手錶沒什麼不同。Berenzweig還說道，儘管開發套件必須連接到PC端以進行一些設置，但最終所有的硬體都是完全獨立的。

Ctrl-labs期待能將臂環應用於其他領域，其中遊戲行業就是一個很好的切入點，尤其是VR遊戲。Berenzweig認為VR遊戲契合EMG所能提供的沉浸式體驗。（想像一下，只需用手勢即可切換屏幕，或者只需要用意念即可駕駛戰鬥機）。

但Ctrl-labs同時也在瞄準其他市場。在不久前，這家公司向《連線（Wired）》雜誌演示了一款虛擬鍵盤，其能夠將手指運動映射至PC端，這樣用戶只需在桌面進行鍵入操作即可輸入信息。此外，在紐約市舉行的2018 O』Reilly AI大會上，Berenzweig談到了一款用於智能手機和智能手錶的即時訊息應用。

【資訊編譯自：venturebeat】

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