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對標馬斯克,讓「鋼鐵俠」走入現實,這家腦機介面公司憑什麼?

是不是前幾天被埃隆·馬斯克的腦機介面公司 Neuralink 刷屏了?是不是覺得在大腦里植入晶元很神奇,但可能又從心底感到一絲絲畏懼?馬斯克被大家稱為「矽谷鋼鐵俠」,也在《鋼鐵俠 2》中客串出演,而正是在《鋼鐵俠 2》中托尼·斯塔克在國會接受問詢時,對鋼鐵俠的描述是:一種「高科技假肢(A High Tech Prosthesis)」,引得場下眾人莞爾。

而今,一家公司利用「腦機介面」技術,讓高科技假肢走出熒幕,幫助殘疾人士更充分和切實地回歸社會。而且,這家公司所採用的「腦機介面」技術不同於馬斯克的 Neuralink,選擇的是非侵入的大腦信息採集模式

「腦機介面」技術是指通過外部設備與人或動物的大腦建立直接連接通路,完成對大腦信號的採集,進而加以分析,以便幫助恢復損傷的聽覺、視覺和肢體運動能力等。

科學家對於「腦機介面」的研究已持續近 50 年,而近期在該領域有越來越多的重要知識突破從實驗室中走出,也開始有公司將技術轉化為產品,進入市場並推廣應用。

Brain Robotics 就是這樣一家公司。其在「腦機介面」領域成功完成產品化,並且有雄心和志向在該領域深耕。Brain Robotics 創始人兼 CEO 韓璧丞在 2017 年入選《麻省理工科技評論》「35 歲以下創新 35 人」中國區榜單。近日,他的公司作為腦科學領域的革新者出現在 CCTV 10 科教頻道播出的《創新的力量》欄目中。

圖 | 韓璧丞在 CCTV 10《創新的力量》節目中的截圖 (來源:CCTV)

用智能假肢敲開腦機介面應用大門

設想一下,如果有一天你在咖啡廳發現前面排隊的顧客用機械手接過咖啡,或是商務會談時對方伸出了機械手與你握手,請別太吃驚,因為這場景可能真的不遠了。

Brain Robotics,利用腦機介面技術為殘疾人設計出「智能假肢」。創始人韓璧丞說:「未來人們會習慣於在生活中遇見使用智能假肢的人,我的目標是讓更多殘疾人都用得起智能假肢。」根據中國殘聯推算的我國殘疾人總人數及各類、不同等級的殘疾人數來看,肢體殘疾的人數約為 2500 萬人。而韓璧丞的目標就是最終能讓這些人,都可以回歸社會、回歸生活

在目前的智能假肢市場上,一整套設備的價格接近 50 萬元人民幣,而韓璧丞將 Brain Robotics 的智能假肢目標價位定在 2 ~ 3 萬元。能把價格壓低的最核心原因,就是他們改變了之前智能假肢的裝配和使用方式。之前類似智能假肢的產品需要一名引導師和一名培訓師來幫助殘疾人安裝並康復,這就需要大量額外的費用,而且聚焦這一市場的美國公司數量也很有限,通常業務針對的都是軍方採購,所以價格相對高昂。

今年 4 月, Brain Robotics 生產出的第一批智能假肢(20隻)已經分散到世界各地作測試使用。而在 7 月初,韓璧丞接受《浙商》採訪的時候表示,智能假肢在今年年底之前可實現量產,預計可達千台。

對於智能假肢會不會帶來一些「超越人類、社會恐慌」等問題,韓璧丞的回答是:「我做智能假肢,目的就是幫助殘疾人回歸社會,目前Brain Robotics的智能假肢可以滿足大概90%的正常人功能水平。超越人類?未來在技術上可能會出現,但我們不會去做。至於大眾對智能假肢的接受程度,其實很多影視作品已經在側面幫我們宣傳了,就像《鋼鐵俠》《阿麗塔》等,慢慢人們會習慣身邊有殘疾人使用智能假肢參與到社會活動中來。」

從科學家轉身變成「腦機介面」領域的創業者,是因為韓璧丞看到了這個領域的廣闊發展空間。

「可以把腦機介面技術比作互聯網,如今互聯網下面包含了各個不同方向,也已催生出無數的產品,腦機介面領域未來也會如此。」韓璧丞說,所以即便埃隆·馬斯克和馬克·扎克伯格等人都投入到該領域的研究,但他並不擔心。因為大家做的領域和方式各不相同,很難碰的上。例如 Facebook 主要研究腦紅外技術和文字輸出相關的內容,因為他們擁有很強的社交屬性。

而且越了解腦機介面領域的人,越會對這個產業的無限可能性有一種洞察。不論誰能在該領域內做好一兩件事情,那就足以成為一個行業內的「巨無霸」。韓璧丞說:「我們擁有著該領域內全世界最頂尖的科學人才,既然總會有人成為行業巨頭,那為什麼不是我們呢?」

「腦機介面」如何落地

韓璧丞對「腦機介面」領域和自己公司的發展充滿了信心。支撐這份自信的一個重要因素,就是 Brain Robotics 背後的另一家公司BrainCo,以及其擁有的世界頂尖科學家團隊。

BrainCo 公司是由哈佛大學創新實驗室孵化而成,它同時也是哈佛大學歷史上第一個由中國人主導的校方孵化項目,其創始團隊在信號採集材料上獲得了突破。

韓璧丞在 2008 年左右開始接觸「腦控機器人」項目,隨著對技術的深入了解,他發現了限制「腦機介面」發展的問題,就是為了更好地採集人的腦電信息,需要在頭上塗抹特製的「導電膏」。當他在哈佛大學讀博士時,為了完成相關實驗,一年可能要洗上千次頭。

正是這個麻煩,讓他當時就想到腦電介面技術如果想要落地,那一定要在信號採集方式上有所突破。而突破的關鍵點,就在於採集腦電信號的電極材料上

人的大腦有 860 億到上千億個神經元,每當我們產生一個想法,本質上都是這些神經元在進行化學反應和電信號交互,從而產生一個振幅很微小的電壓。所以採集信息,就是通過不同的方法來獲取大腦中的電壓差,進而通過腦電信息的變化來分析推測,尋找到和大腦思維相關性的一個邏輯。目前的信息採集方式分為兩種:侵入式和非侵入式。

侵入式辦法,需要先給實驗對象做一個開顱手術,把信號採集器直接安放在特定的大腦皮質區上。侵入式方法的好處是採集的信號非常準確,但缺點也很明顯,它對大腦存在一定的破壞性,開顱手術本身也具有相當的風險性,還有感染的可能;而非侵入式辦法,只需要直接佩戴設備就可以,但問題就是採集的信號沒有侵入式方法那麼準確

韓璧丞團隊為了實現「腦電介面」技術的產品化,避免開顱手術等問題帶來的風險,在開展非侵入式方法之初,他們選擇先行攻克電極材料這一關。而當他們成功地做出屬於自己的一款特殊導電材料之後,可以讓實驗設備以非常高的精確度來監測人的腦電信息,韓璧丞覺得是時候將腦電介面技術投入商業化了,BrainCo因此而成立。

公司創業之初,團隊在研發上著實經歷了一段苦日子。BrainCo 前產品經理徐光啟在知乎上回憶這段時光,2016 年 5 月,他作為第一個正式的產品經理(實際上兼項目經理)加入 BrainCo,公司僅有幾個員工,基本都是留學生工程師,在一個民房裡辦公。那時,沒有產品概念,只有一塊測腦電的電路板加個外殼,也沒有產品應用領域的明確規劃。但是,慶幸的是,韓璧丞有強大的公關和融資能力,拿到了一筆不少的投資。

目前,該公司基於在機器學習、設計和神經科學等方面的知識開發「腦機介面」產品,以便在教育、健康等領域創造關於大腦的創新應用

「腦機介面」技術擁有非常廣闊的前景,它可以檢測自閉症兒童的腦電信號,通過分析輔助治療,幫助他們康復;也可以幫助注意力缺陷多動症(ADHD)的孩子,通過神經反饋訓練,讓他們回歸到正常學習生活。對於普通學生也可以幫助提高其專註力,加強學習能力;還可以幫助殘疾人製造智能假肢,服務社會等太多可以細化的分支領域。

同時,因為人工智慧近幾年的發展,給韓璧丞團隊在「腦機介面」領域提供了一件更加強大的 「工具」。BrainCo 公司擁有眾多的頂級醫學院、高校的科學家,他們有著豐富的臨床經驗,對神經信號、電信號所代表的內容有著深刻理解,輔以 AI 演算法和技術,讓他們在神經信號的生理性標註、分析等工作上有了更快的進展。

目前,BrainCo 推出的「賦思系列(Focus Series)頭環」已經規模投入市場使用,主要基於「賦思腦機介面頭環」對腦電信號進行檢測分析,方便開展針對性的神經反饋訓練,進而提高學生的專註力。對於這套訓練體系,韓璧丞表示它實際來源於 19 世紀 70 年代美國宇航局為了讓航天員和飛行員能夠在作業期間長時間保持專註度而開始研發的訓練辦法。

不過,對於腦電信號的正確識別,實非易事。主要有兩個制約因素:其一,非侵入式方法從大腦外獲取信號,限制頗多,如噪音、佩戴姿勢等都可能影響信號;其二,腦電信號存在因人而異的問題。有業內人士認為,這實際上給非侵入式腦電識別設定了「天花板」,無論工程師怎麼努力,最後會有一些障礙無法超越。至於頭環帶來的效果,是來自於「心理暗示」還是依靠腦電信號訓練,也有很多人處於懷疑中。

市場拓展:讓專業的人去做專業的事

今年,BrainCo 的腦電產品已經成功走進美國國家航空航天局,NASA 把 BrainCo 的產品列為 2019 年的年度認可技術,這也是第一個中國人做的產品和企業被 NASA 放在了官網上。同時,他們團隊把產品給了美國舉重隊、義大利方程式車隊進行試用,都得到了對方的認可。在這三方都認可了他們的產品和技術之後,直接幫助 BrainCo 打開了美國學校和各機構的市場。

圖 | NASA 網站上介紹 BrainCo 頭環的文章 (來源:NASA)

目前,BrainCo 的總部位於美國波士頓哈佛大學的校園內,中國總部位於浙江杭州,同時在北京、深圳也均有分部。國際市場的銷售,主要由美國總部負責。在中國的杭州總部負責軟體和演算法的研發,北京主要負責業務對接,而深圳則負責產品的生產製造。

對於公司在中國市場的發展,韓璧丞表示從「腦機介面」產品中得到的啟示就是:讓專業的人去做專業的事。

在國內市場的開拓任務,韓璧丞就交給有著豐富營銷推廣經驗的人。比如原金立副總裁俞雷,他在 2018 年 12 月加入了 BrainCo,基本上 BrainCo 在國內的營銷體系是靠他建立的,目前也得到了很好的回報。

關於怎樣將俞雷「挖」到 BrainCo,韓璧丞笑稱他是「守株待兔」的。在去年,俞雷跟著北大的EMBA班到哈佛遊學,有活動到 BrainCo 參觀,當時就有同事向他們一行人介紹了「腦機介面」的項目和產品。等送走他們之後,負責講解介紹的同事回來煞有介事地說道:「剛有個人比老闆還有信心,說這產品要是他來操盤,可以賣到一百億!」韓璧丞很好奇,就打聽了下是誰,之後就有朋友介紹,請俞雷吃頓飯,互相了解熟悉後就很自然地邀請他加入 BrainCo。

目前在國內市場,「賦思頭環」已經在一些學校、教育機構產品投入了測試使用,針對「C 端」的產品也步入市場,被越來越多的家長使用。至於未來發展,韓璧丞認為教育類產品的特性,就是一定要基於樣板,當產品在一家學校或教育機構取得成功之後,在不同的地方進行複製就可以了。

對 BrainCo 的未來預期,韓璧丞表示要讓它成為「腦機介面」領域裡類似 Google、阿里和騰訊這樣的,成為一個「巨頭」平台公司,而後會在下面不斷地形成部門、子公司來去做相應不同的產業。

誠然,隨著現代科技的不斷發展,層出不窮的新技術可能都會帶來一些新的「社會風險」,人們對「腦機介面」產品的接受程度還有待提高。但「風險」本身並不是「危險」或「災難」。

未來,當「腦機介面」的產業發展至一定規模,更多的應用出現在人們身邊的時候,相應的監管也勢必隨著發展而出現。

【題跋專訪】韓璧丞:生活的另一種可能

《麻省理工科技評論》中文版與 FT 中文網聯合發起了全球科技商業一線決策者社區,韓璧丞作為社區成員之一,接受了 FT 中文網的聯合採訪,以下是採訪精華(有基於願意的修改)。

題跋派:可以分享一下您創業的過程和遇到的困難嗎?

韓璧丞:BrainCo 是一個總部位於波士頓的腦機介面(Brain-Computer-Interface, BCI)公司。我們研發了一種人工智慧科技,它可以讓大腦和外部電子設備連接交互。我在本科的時候主要研究的是精密儀器研究,那是第一次接觸了腦部機器人這一項目,當時就對這個技術感到非常震驚,因為可以通過大腦的想像來控制外部機械的動作。我發現腦機介面技術其實是一個打破人們和外界溝通的新的方式,相當於可以直接讀取到大腦的不同的狀態。因此,我在 2014 年讀博士的時候決定以公司的形式來做這個事情,並有幸在哈佛創新實驗室完成 BrainCo 的孵化。

我覺得其實腦機介面技術它並不被很多人所認可,比如四五年前,我們剛做這個技術的時候,大多數人都認為我們不會成功。包括很多投資人都認為我們讓一個殘疾人通過想像來動他的一根手指去寫字或者去彈鋼琴是特異功能。由於看不到希望,在最開始的時候有一些技術過硬的專業人士也相繼離開公司。但是我始終堅信這是可以成功的,大家的懷疑來源於兩點,第一個是因為大家對這個技術的不了解,第二個是很多人會把這個技術妖魔化。就像一開始電視機被發明出來的時候,有人覺得這是一個魔法,把人封在一個小盒子里,並不願意接受甚至還充滿敵意。腦機介面技術也一樣,很多人給孩子使用了我們教育類的產品後,孩子的成績確實提高了,他們會開始思考這個過程帶來的副作用。當我們給殘疾人使用改良假肢,他們不清楚這個產品的構造,也會有這個顧慮。但是這些對我們都不重要,我們希望的是創造出一些真正的技術,能夠解決這些人的問題。

題跋派:可否給我們介紹一下你們公司在教育領域的產品?

韓璧丞:腦機介面技術整個的投資非常大,針對 80% 的學生存在注意力不集中這一問題,BrainCo 有一項教育領域的產品名為「賦思頭環」(「Focus」)。這是全球首款取讀與提升注意力的頭環,它可以通過測量學生的腦電波,把這些信號轉化成注意力指數,實時跟蹤學習者的注意力情況,從而達到幫助提升教育質量和成果。

這款產品會結合課程,讓使用者完成 21 天的訓練,只要按照指導方式,就會養成保持專註的習慣,能夠保持穩定發揮,提高學習效率。首先會讓使用者做一個冥想,讓他很快地靜心,同時會用一個像遊戲一樣的方式,提高專註度,從而進入一個非常興奮的狀態,然後再保持二十五分鐘左右非常高效的狀態學習,平時每天會出一個報告。

目前這款產品已經在 15 個國家使用了,幫學生養成一個非常高效的習慣,我們也在今年終於得到了 NASA 的認證,NASA 在他們的官網上也報道了我們的這個技術,也做了大量測試,投入了很多精力。而且美國奧林匹克運動隊宣布正式跟我們公司合作,訓練他們的奧林匹克運動員,訓練他們保持專註平和,即便是比賽的時候也擁有正常狀態。

題跋派:為什麼會想到做假肢?貴公司的人工智慧對殘疾人有哪些幫助?

韓璧丞:2016 年 6 月,有一個 MIT 的本科生到我們公司實習,他在以前做實驗的時候把右手炸沒了,公司的同事和他關係很好,用腦機介面的技術幫他做了一隻手。他戴著這個手去 MIT 上課,引起了很多人的關注。但三年前我們的手還非常粗糙,只是做了一個塑料的東西,用頭環去控制它,做簡單的抓握。嘗試讓我們發現假肢非常難做,因為人手是人體中最複雜的器官,需要完成每天工作中 95% 以上的複雜操作。

傳統的智能假肢基本上只能完成開和握這兩個動作,可它的價格達到 6 萬美金左右,大概 50 萬人民幣。而我們通過研究開發,使假肢價格大幅下降。這款產品今年超越了世界三大假肢廠,獲得了今年 CES 的最佳創新獎。到目前為止,這個手已經開始正式產品化,目前也幫助了很多殘疾人回歸到日常生活中。

可以說這是世界上最靈活的手,不僅可以做開和握的姿勢,利用腦機介面的技術,可以活動每一根手指。

我們是用一套 AI 的演算法來做訓練,相當於是用 AI 替代了訓練師的角色,不需要很大的人力成本。再者,雖然傳統醫療器械的利潤空間很大,但我們公司下定決心不賺錢,希望可以把這個作為公益項目。殘疾人沒有支付能力,本身就處於一個極度非正常生活的狀態,他們收入也不高,賺他們的錢沒有任何意義。

題跋派:您在面對其他大公司競爭時心態是什麼樣的?

韓璧丞:其實大公司是有主業的,像谷歌的主業是做搜索,微軟的主業是做系統,所以這些大公司無非就是組建一個部門,招一些人去做。而我們不一樣,我們 70 個科學家都是最頂級的科學家,可能工資給的要比微軟還要高。像微軟這樣實力的大公司肯定要比我們小公司強,但是他們這個部門絕對比不過我們。如果讓他們的團隊跟我們的腦機介面領域團隊 PK,我們一定是可以完勝他們的。但是可能其他大公司會有一百個這樣的部門,不過世界上頂級的腦機介面實驗室一共就 14 個,研究這個領域的專家也非常少。在 BrainCo 我們至少有 10 名博士生可以去做教授,但是他們放棄了做教授,來到 BrainCo 去做底層技術。包括《麻省理工科技評論》去年評了 35 歲以下科技創新 35 人,我們也是唯一一個代表腦機介面進入這個領域的人。

-End-

參考:

https://spinoff.nasa.gov/Spinoff2019/cg_6.html?from=singlemessage

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