在Nature都點贊的大會上，馬斯克被「腦機(jī)接口之父」炮轟了：他說的話，我一個字都不認(rèn)同

金磊 楊凈 發(fā)自 凹非寺
量子位 報道 | 公眾號 QbitAI

如何評價馬斯克的腦機(jī)接口？

「不會有永生、不會有心靈感應(yīng)」。

「是錯誤的說法，更像是營銷手段」。

給出如此犀利評價的不是別人，正是腦機(jī)接口之父，杜克大學(xué)醫(yī)學(xué)院神經(jīng)科學(xué)家——Miguel Nicolelis。

而這不是Miguel第一次炮轟馬斯克對腦機(jī)接口的觀點。

早在2017年，他就曾公開評價道：

馬斯克的腦機(jī)接口都是玩剩下的。

那么「正確打開腦機(jī)接口的方式」，應(yīng)該是什么樣的呢？

在今年的《2020騰訊科學(xué)WE大會——藍(lán)點》中，Miguel 便對「腦機(jī)接口」提出的初衷，至今的發(fā)展，做了深入淺出的講解。

除了「腦機(jī)接口之父」外，今年的WE大會還去邀請到了業(yè)界最頂級的科學(xué)家，分享了這一年來最值得關(guān)注的科學(xué)突破和前沿思想。

細(xì)細(xì)品讀，靜靜聆聽，原來這些最前沿的科學(xué)，與你如此之近。

打開「腦機(jī)接口」的正確方式

不是天馬星空的幻想，那么「腦機(jī)接口」又應(yīng)該是什么？

由于疫情原因，Miguel并未能來到現(xiàn)場做講解。然而這絲毫沒有影響WE大會傳播科學(xué)的體驗感。

伴隨著科技感十足的舞美設(shè)計和直播技術(shù)，Miguel身臨其境般地展開了他與腦機(jī)接口的故事。

Miguel先是展示了這樣一張圖，直接拋出了做腦機(jī)接口的「初衷」：

我們希望將活體動物或人類的大腦，與設(shè)備直接連接。

簡而言之，就是實時采集實驗對象準(zhǔn)備移動身體時大腦發(fā)出的電信號，然后在不到1/3秒的時間里，將其轉(zhuǎn)化為能夠發(fā)送至人造執(zhí)行裝置的數(shù)字指令。

而這樣的裝置，可能就在連接對象的附近，也可能離他非常遙遠(yuǎn)。

那么時隔這么多年，「腦機(jī)接口」又是如何一步一步發(fā)展起來的呢？

最初的實驗是在一只恒河猴身上展開。

通過不斷的訓(xùn)練，Miguel團(tuán)隊成功讓這只猴子，在自然地坐在椅子情況下，僅僅是通過「想」，便成功地讓機(jī)械手臂控制光標(biāo)，完成「游戲規(guī)則」，喝到自己喜愛的橙汁。

Miguel介紹道：

這只是腦機(jī)接口發(fā)展之初的情況，在過去20多年里，我們制造出了很多不同種類的腦機(jī)接口。

但至此，距離在人類身上運用這一技術(shù)還是差了「一步之遙」。

于是，Miguel等人為了達(dá)到這一目的，便成功地展開了一個決定性實驗：

證明了動物能夠?qū)W會使用搭載了無線傳輸技術(shù)的腦機(jī)接口，來控制一輛自動駕駛設(shè)備。

有了這樣的發(fā)現(xiàn)后，Miguel等人發(fā)現(xiàn)，腦機(jī)接口的意義遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了他們38年來，一直在尋找的新的大腦研究方法：

轉(zhuǎn)換成新的治療手段，來幫助全世界2500萬因嚴(yán)重脊柱損傷而在痛苦中掙扎的人們。

于是，他們便制造出一種計算機(jī)電子旁路，將采集到的腦電信號繞過損傷部位，以數(shù)字形式傳輸至一個可穿戴式的全新機(jī)械身體中。

這樣一來，病人就可以通過大腦控制該機(jī)械身體 使其移動到某一位置。

他們用僅僅是貼在患者頭皮表面的扁平傳感器，來記錄電腦信號；而后讓患者在虛擬環(huán)境中觀看、訓(xùn)練。

每一次虛擬人物的腳接觸地面，病人的手臂都會收到觸覺反饋，從而再次感受到在地面行走的感覺。

患者在虛擬環(huán)境中熟練了操作之后，Miguel便讓他們使用機(jī)械助行器，最后再為他們裝上設(shè)計好的外骨骼。

2014年6月12日下午3點半整，在圣保羅舉行的巴西世界杯開幕式上，Miguel的腦機(jī)接口讓全世界數(shù)十億觀眾沸騰了。

這位脊柱T4以下身體癱瘓已經(jīng)9年的患者，在這場世界杯中僅僅是通過想象，便將足球踢了出去。

「我感受到了球！」，這是患者喊出來的第一句話。

而這樣奇跡般的故事仍舊在繼續(xù)，在重新評估這位患者后，從T4以下身體癱瘓，到了T11以下。

也就是說，在Miguels為他訓(xùn)練的這些時日里，他7節(jié)脊椎，恢復(fù)了感知 、活動和運動控制方面的功能！

正如Miguels在演講中總結(jié)的那樣：

有時候基礎(chǔ)科學(xué)能引領(lǐng)你，到達(dá)你從未想象過的地方，為你帶來意料之外的發(fā)現(xiàn) 。

這一天，我等了38年。因為親眼見證了這一切，我的每一秒付出都是值得的。

至于腦機(jī)接口安全性問題，一直以來是備受熱議的話題。

量子位在與Miguels對話時，討論了馬斯克Neuralink「開顱」等植入性方案安全性問題。他認(rèn)為：

Neuralink公司的思路是一個死胡同，因為其給出的只有這樣一個植入的解決方案。

而這個解決方案我認(rèn)為僅僅適用于那些別無選擇的、非常嚴(yán)重的患者。

「人造皮膚」make human more human

接下來介紹的這個領(lǐng)域，也跟腦機(jī)接口息息相關(guān)。

有人說，人的大腦其實非常軟，像豆腐一樣。隨著人們的運動、呼吸，大腦會有一些移動。

而馬斯克Neuralink的實驗，是將在活豬身上種植1000多個電級，這些電極都是一個個很細(xì)的金屬針。如果一根針進(jìn)去，隨著這些移動必定會對大腦有損害。

因此，下一代腦機(jī)接口的電極研發(fā)，需要用類似金屬一樣具有導(dǎo)電性能，且要具備人腦一樣的柔軟性的材料。

說這句話的人正是鮑哲南教授，她是斯坦福大學(xué)首位擔(dān)當(dāng)系主任的亞裔女性，被譽為人造皮膚領(lǐng)域的「材料大師」。

而上述所要制作的材料也是她研究領(lǐng)域——「人造皮膚」里的一個方向。

在演講的一開始，她就提出了一個「大膽的設(shè)想」：

你今天有沒有帶你的手機(jī)？如果我們將來的生活根本沒有手機(jī)會是怎樣的？

手機(jī)的功能會融入到我們所穿的衣服當(dāng)中，我們所貼在身上的電子器件和我們所種植到體內(nèi)的電子器件中。

這當(dāng)中的「電子器件」，也就是所說的電子皮膚的概念。

那么如何讓這個設(shè)想行得通呢？鮑哲南表示，最重要的是要解決三個問題。

第一個問題，所用的電子材料不能再是剛硬的、易碎裂的，需要像皮膚一樣柔軟、可拉伸、自修復(fù)，甚至可以生物降解。

第二個問題，讓材料可以感知到壓力、溫度，以及各種不同的物體，也就需要各種傳感器來接收信號。

第三個問題，人造皮膚接收的信號需要跟人體結(jié)合，換句話說，皮膚感受到不同的知覺，但如果大腦不能處理這些信號，還是沒有感覺。

而在過去16年的研究中，鮑哲南團(tuán)隊就在這三個問題上取得了重大的突破。

首先是材料。

從分子的角度去設(shè)計，再利用化學(xué)反應(yīng)去制作，利用分子不同序列賦予分子不同性能?；谶@個原理，鮑哲南團(tuán)隊提出了用自修復(fù)的化學(xué)鍵去制作電子材料。

就像這個可拉伸性的材料，用針去刺也不會碎裂。

在過去十年的研究中，他們有了一系列的電子材料，可導(dǎo)電、可拉伸、可自修復(fù)、可生物降解……

接著就是要將這些材料做成傳感器，既需要有靈敏度，也要分辨不同的信號。

正如這個壓力傳感器，放在機(jī)器手上時，去觸碰紅莓但不會破壞它。

（就跟我們閉著眼睛，用手去觸摸物體時一樣。手能感受到壓力，皮膚會變形，我們通過變形來感知不同的物體）

最后，就需要將這些信號轉(zhuǎn)變成大腦可接收的信號——電信號，再直接接到神經(jīng)，通過神經(jīng)傳輸給大腦。

目前，鮑哲南團(tuán)隊已經(jīng)成功植入到老鼠的身體，讓小老鼠可以正常的運動、生活。

由此，雖然還有很多問題需要去繼續(xù)解決，但是「人造皮膚」這個理念已經(jīng)被證實，甚至還帶來了不少啟發(fā)。

比如，過去因為新生嬰兒手臂跟手指一樣粗細(xì)，醫(yī)生就會放棄檢測血壓（需要用針刺進(jìn)血管），從而缺少重要的信息。

現(xiàn)在就可以利用人造皮膚，做成只需貼在嬰兒身上即可測量血壓的器械。

鮑哲南教授有一個目標(biāo)：「make human more human」?（讓人更加人性化）。

正如演講最后所說：

人造皮膚將會改變我們將來的生活?？梢允沟梦覀?nèi)撕腿酥g更加多地溝通，可以使我們?nèi)撕腿酥g更加多地互相的理解。

在接受量子位采訪時，她簡單的列舉了這兩個例子：

在未來的世界，真的可以用電子皮膚來感受周圍情況時，就有可能測出這個人情緒是怎樣的，知道她是開心還是難過。

以及當(dāng)人觸摸到水果時，除了觸覺、嗅覺感知以外，還可以檢測到水果細(xì)菌有多少，有沒有洗干凈等等。

潘建偉眼中的「新量子革命」

信息交互，這是一個從古至今一直在「交替變革」的主題。

從遠(yuǎn)古「智人」的符號和語言、到有了書和紙、中西方的「百家爭鳴」、第一次/第二次工業(yè)革命，信息交互的效率一步一步地在提高。

而與此同時，信息交互的發(fā)展，讓其安全性，又成為了一個重要的內(nèi)容。

在數(shù)據(jù)、算力等爆炸增長的當(dāng)下，又該如何保證信息交互與安全的平穩(wěn)發(fā)展呢？

中國科學(xué)院院士潘建偉給出了答案：

量子通訊和量子計算。

潘建偉先是對「量子」、「量子疊加」、「量子比特」、「量子糾纏」等基本概念做了詳實且通俗的介紹。

當(dāng)人們有能力將一個個量子比特，按照需求進(jìn)行單個調(diào)控時，便催生出了一個新的學(xué)科——量子信息科學(xué)。

潘建偉表示，量子通訊可以一種原理上無條件安全的通信方式，利用量子計算可以提供非常強大的計算能力，用于各種各樣的復(fù)雜系統(tǒng)的研究。

量子通訊的第一個應(yīng)用，便是量子密鑰分發(fā)。

這是由于量子具有不可分、測不準(zhǔn)等特性、原理，所以一旦有「竊聽者」想要對其「圖謀不軌」，就會被發(fā)現(xiàn)。

除此之外，還可以利用量子糾纏，把一個粒子的量子信息從一個地方的轉(zhuǎn)移到另外一個粒子上，而不用傳輸這個物體本身。

潘建偉舉了一個非常形象的例子：

假如我在合肥要來深圳騰訊總部開會，坐飛機(jī)來不及了怎么辦？

如果兩個地方的實驗室，剛好有一團(tuán)糾纏物質(zhì)，那么就可以把合肥的潘建偉，跟這個糾纏物質(zhì)做一個操作，把他糾纏起來。

而后便可以得到一種信息，再通過網(wǎng)絡(luò)，可以在騰訊的實驗室中，把潘建偉再構(gòu)造出來。

這個過程，就是我們所熟知的量子隱形傳態(tài)。

當(dāng)然，目前的技術(shù)無法對非常復(fù)雜的事物做這樣的操作，只能是幾十個、幾百個甚至幾百萬個粒子組成的系統(tǒng)。

而這，便構(gòu)成了量子計算機(jī)的一個基本單元。

由于量子比特可以處于疊加狀態(tài)，所以其計算能力是呈指數(shù)級增長。潘建偉對此舉了個例子：

利用一臺萬億次的經(jīng)典計算機(jī)分解一個300位的大數(shù)，大概需要15萬年；但當(dāng)你利用一臺萬億次的量子計算機(jī)，只需要一秒鐘就行了。

有這樣的能力，在量子通信方面，可以利用光纖，非常方便地在城市里面把秘鑰送給千家萬戶。

在兩個城市之間，可以利用所謂的中繼器進(jìn)行連接，實現(xiàn)城市之間的量子通信。

更大范圍的，可以利用衛(wèi)星中轉(zhuǎn)，來實現(xiàn)遠(yuǎn)距離的量子通信。

例如，2016年8月，中科院便成功發(fā)射「墨子號」量子科學(xué)衛(wèi)星，實現(xiàn)了三大科學(xué)任務(wù)：

• 實現(xiàn)了星地的量子密鑰分發(fā)。
• 實現(xiàn)千公里量子糾纏的分發(fā)，證明了兩個糾纏粒子，具有愛因斯坦所說的「遙遠(yuǎn)地點之間的詭異的互動」功能。
• 實現(xiàn)了千公里量級的量子隱形傳態(tài)，這對未來的量子互聯(lián)網(wǎng)具有很大的意義。

最后，潘建偉對量子通訊、量子計算做了一些展望。他希望：

• 經(jīng)過10-15年時間，能夠完整地發(fā)展天地一體廣域量子的通訊網(wǎng)絡(luò)技術(shù)體系，為形成下一代的國家信息安全生態(tài)系統(tǒng)的奠定基礎(chǔ)。
• 希望在量子計算方面，通過對數(shù)百個量子比特的相干操縱，能夠?qū)σ恍┈F(xiàn)實的問題的求解，能夠超越目前的超級計算機(jī)，并且能夠來解決一些重大的科學(xué)問題。
• 能夠研發(fā)具備基本功能的通用量子計算原型機(jī)，來初步探索對密碼分析、大數(shù)據(jù)分析等方面的相關(guān)應(yīng)用。

不計回報地投入，單純讓「科普」變得更好

作為騰訊WE大會舉辦的第8個年頭，也是最特殊的一屆。

這一次，沒有掌聲，沒有歡呼，騰訊首席探索官網(wǎng)大為?（David Wallerstein）在空無一人的北展會場里開啟了「騰訊科學(xué)周」的序幕。

他點出了此次WE大會的主題：藍(lán)點。

這是一張地球的標(biāo)志性照片：暗淡藍(lán)點。它時刻提醒著我們要保護(hù)這唯一的家園?？茖W(xué)家和天文愛好者們，一直在尋找類地行星、智慧生命，也不斷提醒著我們，地球有多么特殊。

與網(wǎng)大為同樣獨身一人站在舞臺上的，還有7位來自4州6個國家的頂尖科學(xué)家們。

騰訊青年發(fā)展委員會副主席李航在接受量子位的采訪時表示，這次在美國、瑞士、英國、加拿大都搭建了一模一樣的演講舞臺。

如果只是簡單的視頻連線的話，那跟其他的學(xué)術(shù)研究沒有什么區(qū)別。

我們堅持搭這樣一個舞臺，讓科學(xué)家能成為上面的「明星」。

李航分享了一段經(jīng)歷，在加拿大拍攝快速射電暴的捕捉者Victoria Kaspi教授時，深圳團(tuán)隊北京團(tuán)隊、新西蘭制作團(tuán)隊、美國導(dǎo)演團(tuán)隊，跨越時差、距離全都在線。

當(dāng)時Victoria Kaspi教授就感嘆道，整個世界好像都在為我醒著。

還首次在蘭州市五十一中學(xué)、衡水中學(xué)、貴州師范大學(xué)等地同步舉辦「線下觀影會」，邀請學(xué)生老師一起探討前沿科學(xué)話題。

以及數(shù)位百萬級電競大V在那天集體搞了場「不打游戲」的直播，搞起了科學(xué)……

在采訪中，聽李航提到的最多的一個詞，就是「不計回報」，做了那么多，投入了那么多，就是單純?yōu)榱丝破沾髸k的更好，讓「科普」體驗更好。

但在整個科學(xué)周籌備過程中，他們發(fā)現(xiàn)，科學(xué)家要比想象中的要熱情。

比如，這次分享「異種培育人體器官」項目的中內(nèi)啟光教授。他就特意從日本飛到了美國，隔離14天之后，再來演播廳錄制演講。

再比如，霍金曾受他啟發(fā)、此次揭秘“基本粒子標(biāo)準(zhǔn)模型”理論、87歲高齡的諾貝爾物理學(xué)獎獲得者Steven Weinberg，是本次最早接受邀約的科學(xué)家。

還有包括此次發(fā)現(xiàn)金星存在生命跡象的天文學(xué)家Jane Greaves，研究突破剛出來不久，很快就答應(yīng)參加WE大會。要知道，一般科學(xué)突破剛出來時，去請那個科學(xué)家是非常難的。

在8個年頭里，騰訊總共請了82位科學(xué)家。一開始邀請嘉賓時，李航坦言，還是比較難的。但現(xiàn)在有了科學(xué)家們的認(rèn)可，自帶「朋友圈」效應(yīng)，就比以往容易的多。

當(dāng)然，也少不了合作伙伴Nature的支持。

還記得剛敲定合作時，Nature就專門派總編從英國總部過來，當(dāng)時總編就表示：

我沒有見過這種規(guī)模和水準(zhǔn)的科學(xué)大會，覺得是非常好的一件事情。

而這熱情的來源、支持的來源，正是騰訊、跟所有科學(xué)家、合作伙伴的共識——「科技向善」。

我們知道，基礎(chǔ)科學(xué)的命題，單靠幾個企業(yè)、幾個科學(xué)家花很長時間都很難產(chǎn)生一點起色。

但依舊有那么多企業(yè)，那么多科學(xué)家們?nèi)ァ覆挥嫵杀尽沟耐度?，愿意以實際行動帶動科學(xué)和科普，讓基礎(chǔ)科學(xué)輻射到每一個年輕人。

諾貝爾物理學(xué)獎獲得者Steven Weinberg，87歲高齡仍受邀參加WE大會。在演講的最后，勉勵著年輕一代的科學(xué)家們：

你們有你們的使命，那就是解釋與自然界不同現(xiàn)象有關(guān)的這些巨大的、神秘的數(shù)字。

就像是把手里的接力棒交到我們手上，希望下一個Steven Weinberg、下一個霍金、下一個諾貝爾物理學(xué)獎獲得者，能夠在我們當(dāng)中產(chǎn)生。