脑机接口与未来科技

作者: 冯遥

来源: 中科院物理所

发布日期: 2021-06-06 10:43:43

文章探讨了脑机接口技术的发展及其在未来科技中的应用,包括VR和AR技术的介绍,以及对未来生活方式的展望。

在见过十几次lota Aurigae从漆黑的天幕中升起又落下的景象后,小明终于说服了伊卡洛斯:砍树可以,挖矿也行,但他毕竟不是机甲,无法像伊卡洛斯那样不知疲倦地工作;lota Aurigae出而作、lota Aurigae落而息,这是小明为自己争取来的劳动权益。

在一个有星星的夜晚,小明背靠大树,坐在草地上,看着伊卡洛斯勤勤恳恳地开采铁矿、冶炼生铁,忍不住问:“我突然很好奇,高级文明的娱乐方式是什么?就说游戏吧,你们是怎么玩电子游戏的?当科学技术发展到一定水平,键盘啊、游戏手柄啊、甚至实体计算机,是不是都被淘汰了?”

伊卡洛斯有一些惊讶,“在我们文明里,只有一些有复古情怀的人会收藏那些机器了,大家普遍都是用大脑直接控制计算机或其他外部设备,意识和游戏中的虚拟角色相连接,控制角色在游戏世界中的行为。”

小明惊呼:“脑机接口?!”伊卡洛斯没有听说过脑机接口这个词,但作为一个高级文明生产的机甲,它很快猜出了这个词的意思:“看来你们也有这样的技术,但是并没有被广泛应用,是因为还不够成熟吗?研究多久了?发展到什么阶段了?”

从第一次检测出人脑的脑电波信号(1924年)到小明生活的那个年代,其中间隔也才不到一百年吧,所以确实不成熟。小明发觉了伊卡洛斯试图插话的意图,但并没有给它这个机会,“我知道你想说什么,你想说这不叫脑机接口对不对,因为夜猴并没有直接依靠自己的意识来遥控机械臂,确实如此,但是四年后他们在恒河猴上实现了这种直接联系。”

至于在人身上的应用,在二十年前左右,有两个科学家在一个除眼睛外、全身随意肌都瘫痪的病人脑中植入了脑机接口,这个人在他有生之年学会了用意识来控制电脑光标,也有一个四肢瘫痪的病人能通过脑机接口控制机械臂和电脑光标。要说最近的一些进展,据小明所知,有人将人工智能软件和脑机接口设备结合,能够将人脑中对手写的想法转换成电脑屏幕上的文本。

小明继续说,“但是我们的脑机接口大多是侵入式,直接植入到大脑灰质或者颅腔的灰质外,因为这样获取的神经信号质量比较高,但是也有缺点——容易引发免疫反应,有一定危险性;也有非侵入式,是通过采集大脑皮层信号实现,虽然简便安全,但颅骨使得神经信号衰减、分散和模糊了神经元发出的电磁波,所以很难确定信号对应的脑区。”

伊卡洛斯若有所思:“听起来我们的文明倒也没有相差太多,很多技术你们都有了雏形。

”小明点点头,忽然想起了什么:“要说沉浸式玩游戏,我们也可以做到,不过不是通过脑机接口,而是通过智能眼镜、运动传感器、计算机处理器等硬件设备,我们把这叫做VR。在戴上一个头戴设备后,人看见的场景是计算机图像建模生成的虚拟环境,再通过运动控制器、光学跟踪传感器、提供力反馈的震动手套等等,使用者获得进一步的感官感受,还可以做到和虚拟角色或者场景的互动。”

小明补充说,“不过有个缺点。

戴上VR头显设备后,人和现实世界的环境就割裂了,能感知的只有计算机模拟的虚拟世界。为此,我们有一个类似VR的概念,叫做AR。和VR不同,AR是在现实世界的基础上叠加计算机额外生成的数字信息,比如戴上AR头显设备后,人不仅能看到眼前的商场,还能看到商场旁边有计算机给出的实时人流量、门店折扣的信息。

VR和AR的差别只在于计算机给出的数字信息量大小,在VR这个概念里,数字信息完全覆盖现实画面,但是在AR中,二者可以同时存在。”

伊卡洛斯点点头:“技术已经萌芽,接下来要做的就是不断地发展进步,伴随而来的也不只是游戏产业的革新,更是人们生活方式的改变。等到一切技术手段成熟后,或许你们也会建立起一个和真实世界相仿的数字世界,在数字世界里,你们可以无视物理规律和造价成本规划蓝图,在其中进行社交、娱乐、教育、交易,这个数字世界和真实世界相通,数字世界中的金钱也可购买真实世界中的物品。”

小明没有理会这些嘲讽,望着室友的游戏画面出神:“未来你可以真人沉浸式玩这个游戏,体验感不比现实世界差。”话音未落,长枪从武士的后背穿出,一个大大的“死”字占了大半个显示器。室友放下手柄,回过头来怨念地看着小明:“那这未来可真美好。”

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