埃隆·馬斯克的Neuralink 公布「腦后插管」技術(shù)還不到半個(gè)月，F(xiàn)acebook 也迅速透露了他們?cè)谀X機(jī)接口（BCI）項(xiàng)目上的新進(jìn)展。不同的是，F(xiàn)acebook 最終想實(shí)現(xiàn)的是一種無(wú)需在人腦中植入電極的非侵入式BCI 解決方案。
當(dāng)?shù)貢r(shí)間7 月30 日，F(xiàn)acebook 和受其資助的加州大學(xué)舊金山分校（UCSF）發(fā)布共同研究成果：他們已構(gòu)建出了一個(gè)BCI 系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)解碼志愿者在進(jìn)行對(duì)話時(shí)的大腦活動(dòng)，并將信號(hào)轉(zhuǎn)化為屏幕上的文字。相關(guān)論文發(fā)表在最新一期的《自然》子刊Nature Communications 上。
UCSF 論文| Nature Communications 官網(wǎng)截圖
雖然距離「動(dòng)動(dòng)腦子就能打出字來(lái)」的科幻場(chǎng)景還很遠(yuǎn)，但這個(gè)全球首款實(shí)時(shí)解碼大腦信號(hào)的問(wèn)答語(yǔ)音項(xiàng)目，正讓Facebook 兩年前在F8 大會(huì)上公布的BCI 計(jì)劃逐步成為現(xiàn)實(shí)。
為病患設(shè)計(jì)
在今年4 月之前，為喪失說(shuō)話能力的病患設(shè)計(jì)的基于植入物的通信系統(tǒng)，每分鐘只能生成8 個(gè)單詞。致力于讓這部分患者獲得自然交流能力的UCSF，4 月發(fā)布研究稱使用深度學(xué)習(xí)直接從人腦信號(hào)里「提取」語(yǔ)音，每分鐘單詞數(shù)提升至150 個(gè)，接近正常人交流水平。而現(xiàn)在他們所做的，就是基于此前研究進(jìn)一步提高語(yǔ)音識(shí)別的精度。
UCSF 首先要求三名病患聽(tīng)一組問(wèn)題集，要求他們將聽(tīng)到的內(nèi)容大聲說(shuō)出來(lái)。與此同時(shí)，研究人員利用病患腦部的植入式電極記錄他們大腦活動(dòng)，并收集這些數(shù)據(jù)以訓(xùn)練機(jī)器學(xué)習(xí)算法。接著，病患再次被提問(wèn)，這時(shí)，算法開(kāi)始解碼人腦信號(hào)，最后輸出參與者想說(shuō)的內(nèi)容。
系統(tǒng)測(cè)試流程| UCSF
而猜測(cè)人們想要說(shuō)什么的語(yǔ)音解碼器（speech decoders）卻很容易被讀音相近的單詞干擾，比如「synthesizer」（合成器）、「fertilizer」（肥料）。為了提高解碼的準(zhǔn)確性，研究人員為新系統(tǒng)添加了「語(yǔ)境」。比如，給以上兩個(gè)單詞搭配一個(gè)特定的問(wèn)題「你在田野里撒了什么？」有了上下文，新系統(tǒng)解碼的準(zhǔn)確度達(dá)到61%-76%。相比隨機(jī)預(yù)測(cè)7%-20% 準(zhǔn)確率，UCSF 最新的研究成果無(wú)疑是項(xiàng)巨大的突破。研究人員表示，未來(lái)將擴(kuò)大系統(tǒng)的詞匯量，讓它可以適用于更廣泛的領(lǐng)域。
全新的交互方式
在Facebook 看來(lái)，這項(xiàng)成果不只是一項(xiàng)神經(jīng)義肢技術(shù)（neuroprosthetics，用電子裝置代替受損感覺(jué)器官的功能），它還加速了「不用開(kāi)口，不用動(dòng)手」的輸入方式的到來(lái)。「這一進(jìn)展顯示了未來(lái)AR 頭戴設(shè)備輸入和互動(dòng)能力的新潛力」，F(xiàn)acebook 副總裁Andrew Bosworth 說(shuō)道。
Facebook 十年路線圖| Facebook
早在2017 年的F8 大會(huì)上，F(xiàn)acebook 就將AR/VR 放在到了那張十年路線圖里的顯要位置。扎克伯格在臺(tái)上宣布Facebook 的目標(biāo)是虛擬現(xiàn)實(shí)，而頭顯的最終形態(tài)會(huì)是一臺(tái)融合AR/VR 的「太陽(yáng)眼鏡」。同時(shí)，F(xiàn)acebook 的實(shí)驗(yàn)部門Building 8 也為這個(gè)「下一代人機(jī)交互平臺(tái)」助興，宣布了一項(xiàng)BCI 計(jì)劃：通過(guò)非侵入式的可穿戴設(shè)備，讀取腦電圖，最終達(dá)到控制輸入目的。Facebook 表示，這種完全無(wú)創(chuàng)的腦機(jī)系統(tǒng)最終可以讓人們每分鐘輸入100 個(gè)單詞（是現(xiàn)在人們用手機(jī)輸入單詞速度的5 倍）。
2017 年F8 大會(huì)上，Regina Dugan 現(xiàn)場(chǎng)講解BCI 項(xiàng)目| 視頻截圖
Facebook Reality Labs（原Oculus Labs，以下簡(jiǎn)稱FRL）一直為這個(gè)目標(biāo)不懈努力，除了自建團(tuán)隊(duì)，也積極和學(xué)界合作，比如UCSF。FRL 的BCI 研究項(xiàng)目主任Mark Chevillet，對(duì)此前的BCI 計(jì)劃表達(dá)了樂(lè)觀，「我們確實(shí)認(rèn)為這是可能的?！笴hevillet 說(shuō)，「這一結(jié)果有助于設(shè)定我們需要打造的可穿戴設(shè)備的規(guī)范?！?/p>
有意思的是，Chevillet 還認(rèn)為，大部分人雖然都會(huì)在手機(jī)上使用語(yǔ)音助手，但卻不會(huì)當(dāng)著其他人的面使用。和機(jī)器「無(wú)言」交流，就能緩解這種尷尬。同時(shí)，也能推進(jìn)AR/VR 頭顯擺脫元器件的堆砌，盡可能地小型化。Facebook 一直在努力將頭顯小型化，除了將Oculus Quest 這款移動(dòng)VR 控制在了非常輕量級(jí)的570 克，同時(shí)也在研發(fā)AR 眼鏡。2018 年10 月，F(xiàn)acebook AR 負(fù)責(zé)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(duì)上的玩笑話」
Facebook 同時(shí)也在研發(fā)非侵入式「讀腦」設(shè)備。
Facebook 發(fā)布博文作了解釋，神經(jīng)元在活躍狀態(tài)下會(huì)消耗氧氣，因此如果能夠檢測(cè)大腦內(nèi)氧水平的變化，人們也就可以間接測(cè)量大腦活動(dòng)?！肝覀円部梢允褂妙愃萍t外光的，以一種安全、非侵入性的方式來(lái)測(cè)量大腦中血液的氧含量。這類似于在功能性磁共振成像（fMRI）中測(cè)量到的信號(hào)——但使用的是由消費(fèi)級(jí)零件制成的便攜式可穿戴設(shè)備?！?/p>
Facebook 設(shè)計(jì)的原型機(jī)| Facebook
就目前而言，這臺(tái)原型機(jī)體積龐大，速度緩慢，且不可靠。但Facebook 仍認(rèn)為這種方案潛力很大?！鸽m然測(cè)量氧含量可能無(wú)法解碼想象的句子，但是能夠識(shí)別哪怕只有幾個(gè)想象的命令，比如『主頁(yè)』、『選擇』和『刪除』，都將為我們提供與今天的VR 系統(tǒng)以及未來(lái)的AR 眼鏡交互的全新方式?！共┪倪€提到，這種方案的實(shí)現(xiàn)可能需要十年時(shí)間。
兩年前，時(shí)任Building 8 負(fù)責(zé)人的Regina Dugan 告訴The Verge，F(xiàn)acebook 并不擔(dān)心競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，樹(shù)立一個(gè)宏大的愿景是一回事，而構(gòu)建一個(gè)能實(shí)現(xiàn)這一愿景的流程又是另外一回事?！高@不是雞尾酒派對(duì)上的玩笑話，我們是認(rèn)真的?！笵ugan 說(shuō)道。
而現(xiàn)在，馬斯克也發(fā)布了Neuralink 在BCI 項(xiàng)目上的進(jìn)展。具體來(lái)說(shuō)，他們?cè)O(shè)計(jì)的「縫紉機(jī)」可以將一條極細(xì)的線路植入人腦，像微創(chuàng)眼科手術(shù)一樣安全無(wú)痛。而這些線路上的電極和傳感器，能從大量細(xì)胞中捕獲信息并將其無(wú)線發(fā)送到計(jì)算機(jī)以供分析，最終實(shí)現(xiàn)人機(jī)互聯(lián)。雖然BCI 技術(shù)離商業(yè)化還有很長(zhǎng)一段時(shí)間，但巨頭之間的競(jìng)爭(zhēng)開(kāi)始了。
Neuralink 的「打孔」方案| Neuralink
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(shí)挖掘的技術(shù)，還是會(huì)讓人們保持警惕。更何況為他們提供服務(wù)的，還是深陷隱私丑聞泥淖的Facebook。
責(zé)任編輯：宋德勝
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