腦機接口，能成為人機交互的最終形態嗎？

2014年6月13日，巴西圣保羅，世界杯揭幕戰開球儀式。

28歲的截癱青年朱利亞諾·平托在全球數十億觀眾的注視下，借助基于腦機接口技術開發的輔助裝置，完成了巴西世界杯的第一次開球。

2014年巴西世界杯開球儀式

與普通人踢球無異，癱瘓少年的這次踢球動作同樣由大腦指揮——平托想象自己正在踢球，隨后大腦發出踢球這一動作的指令信號。

只不過，這段信號隨即傳入一臺小型計算機裝置，由計算機將大腦發出的信號轉換成數字指令。300毫秒過后，裝置穩定保持著平托身體的平穩，并牽引他無法移動的下肢將球踢出。

這套裝備由被譽為“腦機接口之父”的巴西籍神經生物學家、美國杜克大學醫學院神經科學教授米格爾·尼科萊利斯設計并參與制造。轉播鏡頭外隨即傳來解說員的感慨：平托行走的一小步，是腦機接口技術發展的一大步。

一年后的2015年，哈佛大學某座公寓的地下室出現了同樣出現了一位帶著機械義肢的青年——某次意外的學校實驗室爆炸事故，讓青年的右臂不幸截肢。哈佛大學腦科學中心的博士生、來自中國的韓璧丞是他的同事，當時已帶領一支名為BrainCo的腦機接口團隊，并在底層技術上有一定積累。當他得知同事這次令人遺憾的事故后，韓璧丞想：能不能用自己專業領域，給這位截肢的朋友做個隨心而動的機械手？

于是，一款金屬色的機械手產品隨后戴在了截肢青年的右臂。盡管功能有限，交互體驗也難稱靈敏，但一只由大腦控制的機械手還是讓他覺得“非常酷”。

而后，BrainCo也由團隊發展成一家獨立研發的腦機接口公司。公開資料顯示，BrainCo（浙江強腦科技有限公司，以下稱“強腦科技”）2015年由韓璧丞創立于美國波士頓，并在中國浙江杭州、深圳均有分部，創始團隊為哈佛大學創新實驗室孵化的第一支中國團隊，現已成為全球非侵入式（可簡單理解為“不需要進行開顱手術植入設備”）腦機接口獨角獸、腦科學技術解決方案的供應商。目前全球范圍內，融資超2億美金的腦機接口企業，一家是馬斯克的Neurallink，另一家便是BrainCo強腦科技。

為巴西世界杯開球儀式設計腦機接口設備的米格爾教授，后來則成為了強腦科技公司的首席科學顧問。

“15年那款產品算是量產（機械手）的雛形，至今已迭代了多個版本”，談到應用腦機接口技術的機械手，強腦科技高級副總裁何熙昱錦向AI藍媒匯（ID：lanmeih001）透露，目前系列產品已經實現量產，“從現有產品來看，目前能做到5根手指全部精細動作的智能義肢非常少，我們也是全球范圍內首家做到量產的腦機接口公司。”

在強腦科技公司的產品展示區，面向醫療康復機構、慈善機構的客制化腦機接口終端和面向大眾消費市場的冥想設備、睡眠儀產品依次排開，腦機接口早已不是某種渺遠的技術幻想。

其實，沒必要神化這項技術——它在日常生活中有著充分的應用場景。但對于因外傷或疾患致殘的殘疾人來說，腦機接口產品的出現讓他們獲得了再次行動的能力，體感上多少又帶著點“神奇”。

人機交互的最終形態

開高達，是不少理工男暫未實現的夢想。

從影視作品對高達，或者說對大型機甲控制方式的設計中，也能看出人們對人機交互的理解，存在一個進化過程。

以《機動戰士高達》為代表的早期機甲駕駛艙，是這樣的——被屏幕、鍵盤、控制搖桿包圍。

到了《環太平洋》等21世紀產出的科幻片中，駕駛艙變成了這樣——先將駕駛員的神經系統與機甲同步，靠動作和腦電波進行控制所有系統。

這種設計的好處顯而易見，通過神經系統的控制和鏈接，使用者可以達到物理意義上“心想事成”的效果。

但也不是沒有問題：第一部中，由于機甲需要兩名駕駛員之間、駕駛員和機甲之間的信息都保持高度的一致性，導致這幾部分之間時常出現連接延遲甚至信號斷連的情況——這也是現實世界中腦機接口設備所面臨的困境，要準確建立神經鏈接并做出相應反饋并不容易。

“對于非侵入式腦機接口技術而言，最困難的部分在于腦電波如何精準的采集”，強腦科技研發團隊詳細解釋了包括原理和材料在內的諸多細節。事實上，采集是腦電波分析的第一步。而非侵入式腦機接口技術無法接近大腦內部，只能通過頭環等外設在大腦皮層前額葉部分采集。”

“所以，為了確保采集的精準度，我們在過去的產品研發中耗費了大量時間和成本去找例如干電極之類的材料。真的是要花很久的時間，才能找到一些合適的材料，去替代過去很多不好攜帶甚至不安全的設備。

材料解決之后，下一個問題是算法：“人的思維中有一部分常常是混亂的，采集到的腦電波基本都需要‘去噪音’。”

所謂“去噪音”，研發團隊將其詳細解釋為“對信息的特征提取”——把一長串腦電波中有用的波段提取出來，分析、反饋、試驗，“整個鏈路上遇到過不少挑戰。”

以智能仿生手為例，需要讓每根手指動起來并區分哪根手指對應哪根手指，就是一項復雜的工程。智能頭環類的產品如何精準采集腦電，如何利用算法解析腦電，也是如此：“一開始生產出來的東西良品率非常低，后來，得益于在材料和算法上的研發突破，設備良品率已經有了大幅度提升?！?/p>

強腦科技高層坦言，現階段腦機接口設備所能實現的功能并不像大眾在科幻電影中看到的那樣，可能未來一段時間內都很難達到主流科幻片中的某些效果，“但不管是在國內的或是在波士頓的團隊，研發過程中我們其實都不太會受影響，科幻和科研的差距得一點一點補?！?/p>

“真正留給我們思考的，是怎么樣去進入下一代人機交互模式?！?/span>

研發團隊談到了由電腦到手機的演化——埃尼亞克是最早的電腦，那么大的一臺，占了好幾間屋子（170平方米）。后來人們有了PC、有了手機，諾基亞出了幾款鍵盤式手機。再后來，蘋果用iPhone取代了所有按鍵，觸屏智能機的功能越來越多，手機向PC、相機等設備對齊。

“人手一臺手機之后，手機本身就已經成為了每個人器官的延伸，甚至可以說是器官本身，現代人類已經很難在日常生活中離開它。未來我們的暢想就是‘人人有一臺腦機’，也許就能替代手機——你可以繞過語言障礙實現快速且‘無損’的對話，可以像三體人那樣不說話而是用意念交流，這都是腦機科技未來或許能實現的方向?！?/p>

2023年，我們能用腦機接口做什么？

米格爾教授曾在2017年的某次采訪中預測，十年內人們或許能研發出一種技術，將機械、電子或虛擬機器與大腦相連。這項能夠恢復行動力的技術，不僅給交通事故和戰爭受害者帶來希望，也會使漸凍癥、帕金森病和其他運動障礙患者獲益，例如在伸肘、握拳、行動或語言上有障礙的病人。

那么，到今年，這些想法在腦機接口行業實現了多少？應用和想象的差距還有多少？

——都不少。

在產品展示區，AI藍媒匯體驗了一款互動版智能仿生手。使用者佩戴臂環，臂環讀取使用者“握拳”和“松手”的肌肉電信號和神經電信號，智能假手將配合完成相同動作。

BrainCo強腦科技的智能仿生手

智能假手讀取的是“想法”而非動作，對于某些無法完成手部動作的殘障人士，只需在大腦中想象把手打開這一動作，智能假手同樣可以配合完成。

佩戴者手部活動受限，模擬部分殘障人士無法控制手臂的情況

當然，受限于讀取和傳輸速率，這套假手目前所能做的動作“和大家的科幻想象還有一定差別，但現階段已經能完成不少精細動作，來滿足殘疾朋友生活所需和一些日常愛好?！?/p>

據了解，公司在康復、大健康領域都有已完成商業化的項目，大健康領域主要是面向C端、功能為輕度神經干預的產品。公司將其歸為電子消費類，如帶有助眠作用的睡眠儀、對兒童進行學習專注度檢測的教育類硬件，或是高壓人群需要的冥想。這其中的部分產品會有更為專業的版本，“（專業設備）主要面向企業、機構或是心理咨詢師等相對復雜的場景?！?/p>

還有些技術尚未完全成熟的產品，暫時沒有市售，比如某款用意念隔空打字的設備：“這項技術在2021年就已經做出來，當年產品發布會上也向觀眾做了隔空打字的實機演示，屬于人機交互分支的延伸。”

另外的部分，則更為隱秘和復雜。

“在別的一些賽道，大家經常會談論深度用戶、消費者，但腦機接口領域的‘重度’用戶往往很特殊——它針對的是重癥疾病患者，所以不存在所謂的‘消費者’。”

從大腦發出的信息流中介入、進行干預，更像是一種針對精神類疾病和神經系統的“治療”。

“人的所有行為都靠大腦控制，所以腦機能干預的事情理論上非常多”，就目前的研究，以及強腦科技同一些機構的合作項目來看，一些很貼近生活的觀念引導，比如堅持減肥、健身之類的事情，未來都有借助腦機輔助的可能。

“當然，我們研究的大方向之一還是涉及神經系統的、精神類的疾病，比如抑郁癥、阿爾茲海默……”

考慮到這部分涉及醫療領域研究的重要性和復雜性，目前所有項目均處于保密研發狀態，臨床試驗往往會跟大型三甲醫院等開展合作?！皬臉I者都會很謹慎，畢竟有些疾病的致病機理，在醫學界都還沒完全研究透徹?！?/p>

“我們的理念一直是‘先痛后大’——先解決用戶的痛點，再考慮市場擴張。”

強腦科技目前有限的出貨量中，一部分實際上是帶有公益性質的訂單：“有些產品是免費或者以極低的價格與公益機構或政府部門合作，給到有需要的群體。

顯然，這是一片相對藍海的行業，短期內由于基礎門檻和使用場景的限制，也不會有生意場上過于密集的短兵相接。

但理念分歧導致的技術競爭，實際上早已開始——區別于強腦科技堅持的“非侵入式腦機接口”研究，大洋彼岸一位汽車、火箭、社交、AI、腦機接口賽道都“干啥啥紅”的科技巨頭，始終致力于“侵入式腦機接口”，也就是需要做手術以植入設備的那種。

馬斯克和他的Neurallink，不可避免的被行業關注，被從業者提及。

“這仍是一場競爭”

兩年前，一支Neurallink公司發布的腦機接口短片在油管引發熱議。

在這個時長三分半的片段中，一只安裝了腦機芯片的獼猴，僅憑意念控制著屏幕上類似貪食蛇和乒乓球的游戲，以獲取作為獎勵的冰沙。

短片獲得了超過600萬次的播放，網友驚詫于“心靈感應”不僅僅是可行，而且可以做的靈敏且相對復雜。但也有不少人提出了樸實的質疑：猴能用，人就能用嗎？

顯然不是——不管是技術理論還是大眾倫理，都講不通。

問題在于芯片的位置、用不用動刀：和強腦科技所做的非侵入式腦機接口不同，馬斯克的公司始終堅持做“侵入式腦機接口”這一技術路徑，這只獼猴所用的芯片被安裝在顱骨內部，直接接觸大腦皮層，需要通過開顱手術才能完成裝配。

強腦科技創始團隊堅持認為，非侵入式一定比侵入式更有商業前景。

“國內做腦機的公司有限，這項技術國外相對成熟。在美國，它們已經分成兩個派系，西海岸以斯坦福為代表的侵入式，覺得開顱植入的接口才是真正的腦機接口；東海岸以哈佛為代表的非侵入派系，覺得非侵入式才是真正在未來能被大眾接受、能夠商業化落地的一門技術?！?/p>

來自哈佛的韓璧丞沿襲了這種非侵入式的方法，他本人也堅信非侵入式的市場一定能夠是侵入式的百倍千倍，“（侵入式的）開顱手術是個繞不過去的話題，大部分人不可能沒有這種顧慮，誰會愿意在頭上開個洞呢？”

與其像馬斯克那樣研究“如何優雅地開顱”，不如在確保沒有創傷的大前提下，想辦法改進技術，讓外置的設備盡可能達到安全且有效的水平，創始團隊對此深信不疑。

采集腦電，最原始辦法是戴導電帽——受制于信號傳輸問題，患者需要戴著一個裝滿電極片、涂有大量濕的導電膏的帽子，因為當時只有在那種濕的環境下才能采集。

這個非侵入式腦機應用的痛點，被韓璧丞帶領團隊用固態凝膠電極（前文提到的干電極）解決：“我們的設備上有很小的電極片，那個就是自研的專利干電極。”

經大量測試后，這種便攜性和泛用性極佳的腦機設備，信息精確度同樣達到了約95%的較高水平。

以及，更高的性價比：“比如智能仿生手這塊，我們一直想成為優質的國產替代?！?/p>

據了解，兩家歐洲公司在過去一段時間幾乎壟斷了假肢市場，以機械義肢為例，一只手大概要賣到50~70萬。暫且不提個體病患，這對于大量醫療機構來說都未必是一個容易接受的價格。

“實在是太貴了，我們的想法就是把價格壓到他們的1/5甚至更低”。根據強腦科技公司介紹，目前團隊已經做到了將渠道合作模式的產品價格穩定在同類產品的1/5上下，“以一個合理的價格讓有需要的殘疾人買得起，可能是我們接下來要做的一些事情。目前還是先解決真實世界的迫切需求，再考慮更大的市場。”

從業者不太會把自己的技術對標鋼鐵俠之類的科幻電影，但確有一批人正在想辦法，讓技術慢慢成為傷者和病患的盔甲。