马斯克的脑机接口设备会把人类带往何处?人类技术奇点即将来临

被誉为“下一个乔布斯”的硅谷创业明星马斯克用又一款惊世骇俗的未来“黑科技”产品-脑机接口设备让全世界的人们仿佛一夜之间穿越到了200年后的未来。

马斯克旗下的Nueralink公司首次向世人展示了该公司成立以来的重要成果-真正意义上的脑机接口设备。

马斯克的脑机接口设备会把人类带往何处?人类技术奇点即将来临

虽然Neuralink的这款脑机接口设备还没有在人体身上进行过验证,但是已经可以让猴子通过它来操控电脑。

更可怕的是,这款设备还可以直接跟iPhone连接~

马斯克的脑机接口设备会把人类带往何处?人类技术奇点即将来临

人们不禁要问,马斯克究竟是不是从未来穿越到今天的?

就目前的技术水平而言,虚拟现实的应用场景局限于影音娱乐,以及部分的在线娱乐,社交。虽然对于使用者而言,可以获得更加真实的影音效果,可以通过头部移动,手势来控制交互,但是并不是完全颠覆式的体验,更多只是面向科技爱好者的升级版的3D效果加动作感应。相较而言,就目前技术而言,现实增强型设备的应用场景更广阔些,在工程设计、现代展示、医疗、军事、教育、娱乐、旅游中都大有用武之地。但是如同上一节所述,虚拟现实有潜力成为人类文明的一个里程碑。但是届时所需要的技术将远不止一个头盔设备或一套动作捕捉系统。

在电影黑客帝国(matrix) 描述了一个虚拟现实代替实际现实的世界。在影片中,人类肉体的五感被抛弃,取而代之的是直接使用一根钢针插入人体后脑勺,通过神经直接传输进所有的与外界的交互:听觉,触觉,嗅觉,运动,并且用一个完美模仿现实世界的虚拟现实世界,代替真实人类社会的组织与架构,人类的生存变为一个类似于“缸中脑”的生存方式。

马斯克的脑机接口设备会把人类带往何处?人类技术奇点即将来临

在生活中,人所体验到的一切与外界的交互最终都要在大脑中转化为神经信号。假设一个大脑并没有躯体,只是生活在营养液中维持着它的生理活性,但是这个大脑被传输进各种神经电信号,让他感觉自己是一个人类,活在一个世界中,并且可以随意的和外界交互,那么大脑实际并不能发现自己并没有肉体,因为一切的感觉,触觉,听觉,嗅觉,移动反馈,都和它如果有肉体的一模一样。

这样的一个缸中脑的模型,是虚拟现实的最终目的:使用计算技术模拟出一个现实,并连接上人类大脑的神经系统,模拟取代现实。类似的概念并不光存在于黑客帝国中,在动漫轻小说作品,刀剑神域中也有描述。虚拟现实设备可以代替一切人类在现实生活中可以有的体验,并且因为“虚拟”并且可控,可以让人类任意操作现实,只要有足够多的数据模型,任何现实生活中的体验都可以被模仿,从加勒比小岛的度假,到米其林三星的料理,或者与明星或者心仪的人的亲密接触... 一切都可以被批量生产,无限量供应,不再存在现实社会的资源有限性,每个人都可以有自己的度假小岛,天天品尝顶级美食,或者和自己心仪的明星生活在一起。

伴随着虚拟现实与真实现实之间的差距不断缩小,人类社会的生存模式面临着颠覆。我们无法预计那一天有多快到来,但是我们可以根据几个信号来判断那一天是否临近,接下来我们会根据预计的实现顺序先后来分析一下几个重要的信号:

一、内容生产能力:影像捕捉与处理技术的提升,现实空间捕捉设备。

目前的影片游戏提供的只是2D影像,而虚拟现实所要提供的是三维的捕捉一个空间从不同角度观察可得的影像。达到这个技术,人们就可以在家中前往世界各地身临其境的参观当地的景色。同时也需要为人体动作的捕捉反馈提供一个解决方案,目前有根据定位系统定位的,根据穿戴设备定位的各种不同解决方案,也有混合两者的方案。在游戏领域的市场化应用已经开始,所以影像捕捉与处理技术技术是最早有望成熟并被广泛应用的技术。

目前各大游戏厂商,好莱坞等影视业,甚至成人影片公司都也在重点关注与投资这个领域,也有一些独立制片厂与个人正在尝试制作虚拟现实影片,技术成熟指日可待。

二、设备技术支持:计算技术的提升,量子计算技术的成熟。

图形图像一直是计算机内存和计算能力的压力来源,流畅的播放和处理影像对于低配置的个人设备而言已经是挑战,流畅的处理与播放虚拟现实的影像将会带来更大的挑战。要流畅的处理虚拟现实的影音文件,需要有高速度的信息传输和计算技术。最有可能的突破点是目前还在研发阶段的量子计算技术的成熟。量子计算的速度远胜传统电脑。传统计算机使用半导体记录信息,根据电极的正负,只能记录0与1,但是量子计算技术可以同)理多种不同状况,因此,一个40比特的量子计算机,就能在很短时间内解开1024位电脑花上数十年解决的问题。

虽然量子计算技术不能大规模提高所有算法的计算速度(就部分算法而言,量子计算只能做到小幅度提升),但是量子计算在优化人工智能(AI)/机器学习(Machine Learnign)方面有极大的优势,而这两者的发展对于虚拟现实技术的成熟也是必不可少的。随着量子计算技术能趋向于成熟,人类对信息的编码、存储、传输和操纵能力都将大幅度提升,也为虚拟现实应用的普及提供了必备的条件。

三、最难及最重要的:全方位输出信息。

若要实现虚拟现实,必须将人造的信息内容尽可能真实的传达给接受者。传达的方式主要有两种:一是通过人的五官和皮肤简洁的像大脑传递信息,二是跳过人的器官,直接像大脑传递信息。

目前虚拟现实的发展都是基于第一种方式,头戴式VR设备通过人眼向大脑传递视觉信息,振动式手柄通过手上的触觉系统向大脑传递触觉信息,一些正在开发中的设备计划在头戴式VR中增加一个制造气味的部件来通过鼻子像大脑传递信息... 这个信息传递法的弊端很明显,能量消耗成本大,信息需要先被具体化成图像,压力,或者气味,然后在被人体的器官神经系统分析还原成信息输入进大脑。如果能跳过把信息具体化,再信息化这两个步骤,直接把信息从电脑传输进大脑,效率将大大提高,成本将变的可控。试想一下,如同“盖茨的紧身衣”这样包裹全身,像人体全身输送触觉信号的设备,造价昂贵不说,效果也差,因为只涵盖了人体表面的皮肤,内部的神经系统是无法涵盖的。诸如胃痛,或者肌肉酸疼,这样的信号是不可能通过“紧身衣”的形式传输进大脑的,唯一的可能性就是绕过人体的感官器官和触觉系统,直接像大脑传输信号。所以虚拟现实的发展,必将依托于脑科学的发展。

虽然对脑科学的发展对于虚拟现实的发展有决定性的作用,但是却是目前最落后的一个领域。现在,科学家们还不了解任何单个机体的大脑工作机制,就连只有302个神经元的小虫也没法了解它的神经体系。如果将大脑比作一个城市,那么目前的科学技术只能让人们看到城市的大概轮廓,却对具体细节,建筑,居民,行为模式了解甚少。

不过脑科学的重要性在欧美,日本,及国内都以引起重视。欧盟已于2013年1月启动“人类大脑计划”,将在未来10年内投入10亿欧元。欧盟的“人类大脑计划”的研究重点除了医学和神经科学外,还有未来计算机技术。科学家希望基于人脑的低能量信号传输模型,开发出模拟大脑机制的低消耗计算机。它的功率可能只有几十瓦,却拥有媲美超级计算机的运算速度。同年4月,日本的脑计划也宣布启动。

同时美国总统奥巴马也在欧盟宣布“人类大脑计划”后,宣布启动“大脑基金计划”。该计划将从2016年起,总投资约45亿美元。科普大讲坛上,美国科学院院士、加州大学圣地亚哥分校神经科学学科主任威廉·莫布里介绍了美国“大脑基金计划”的路线图。该计划将历时10年,分为两个阶段:前5年着重开发探知大脑的新技术,如功能性核磁共振、电子或光学探针、功能性纳米粒子、合成生物学技术;后5年力争用新技术实现脑科学的新发现,包括绘制堪比人类基因图谱的“人类大脑动态图”。

“人类大脑计划”的目标就是为大脑绘制一幅导航示意图,并非静态示意图,而是一个高分辨率的动态图。“大脑单个的神经元受到刺激时做出什么反应,和其他神经元怎样互动,如何转变为想法、感情乃至最后的行动,都可以观察得一清二楚。”

基于与“人类大脑计划”相似的“人类基因组”的快速进展与突破,我们也许可以对“人类大脑计划”寄予厚望。但是作为科学界最难攻克的“堡垒”之一,“人类大脑计划”比“人类基因组计划”的难度至少提升了几百倍。目前的“人类大脑计划”就好像500年前人类对地球的认知,以空白为主,几乎靠的是想象和推测。大脑中的细胞数量多达上千亿个,相当于整个银河系总数,即便定位一个1毫米长、2毫米高的大脑截面图也需要超级计算机工作一整天。我们只能期待各国科学家加强国际合作,实现即时数据分享,尽大可能的推进“脑地图”的进展。

“人类大脑计划”的动态图绘制至少需要十年,甚至二十年,三十年,具体日期不得而知但是并不遥远。但是拥有地图只离人类直接向大脑传输数据信号还十分遥远。相似的情况就如同目前的“人类基因组”计划,虽然基因组的图谱已经绘制成功,但是目前基因组信息的注释工作仍然处于初级阶段。如同刚刚出土了一块写有古代文字的石板,目前尚不具备理解的能力,距离熟练的使用石板上的文字书写创造编辑就更加遥远了。

虽然距离人类理解控制大脑的那一天还比较遥远,但是那一天一定会到来。届时黑客帝国中描述的场景也许将不再只是虚拟的幻想,人类将拥有创造出一个与现实世界可比拟的世界的能力,虚拟世界不再只是如平面影片,屏幕游戏般提供视觉和听觉的感受,而是与现实世界一样提供从视觉听觉到触觉嗅觉味觉的完全真实的体验。

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