除了不用開顱，Facebook 的腦機介面和馬斯克有什麼不同？

科技 08-02

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 公布「腦後插管」技術還不到半個月，Facebook 也迅速透露了他們在腦機介面（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 大會上公布的 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里「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演算法。接著，病患再次被提問，這時，演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幹擾，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「你在田野里撒了什麼？」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，未來將擴大系統的辭彙量，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，儘可能地小型化。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攜帶型可穿戴設備。」

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感測器，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。