埃隆·馬斯克的Neuralink 公布「腦后插管」技術(shù)還不到半個月，F(xiàn)acebook 也迅速透露了他們在腦機(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)的是一種無需在人腦中植入電極的非侵入式BCI 解決方案。

當(dāng)?shù)貢r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BCI 系統(tǒng)，能夠?qū)崟r解碼志愿者在進(jìn)行對話時的大腦活動，并將信號轉(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「動動腦子就能打出字來」的科幻場景還很遠(yuǎn)，但這個全球首款實(shí)時解碼大腦信號的問答語音項(xiàng)目，正讓Facebook 兩年前在F8 大會上公布的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)直接從人腦信號里「提取」語音，每分鐘單詞數(shù)提升至150 個，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)一步提高語音識別的精度。

UCSF 首先要求三名病患聽一組問題集，要求他們將聽到的內(nèi)容大聲說出來。與此同時，研究人員利用病患腦部的植入式電極記錄他們大腦活動，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，這時，算法開始解碼人腦信號，最后輸出參與者想說的內(nèi)容。

系統(tǒng)測試流程| UCSF

而猜測人們想要說什么的語音解碼器（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「語境」。比如，給以上兩個單詞搭配一個特定的問題「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7%-20% 準(zhǔn)確率，UCSF 最新的研究成果無疑是項(xiàng)巨大的突破。研究人員表示，未來將擴(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，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器官的功能），它還加速了「不用開口，不用動手」的輸入方式的到來。「這一進(jìn)展顯示了未來AR 頭戴設(shè)備輸入和互動能力的新潛力」，F(xiàn)acebook 副總裁Andrew Bosworth 說道。

Facebook 十年路線圖| Facebook

早在2017 年的F8 大會上，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)會是一臺融合AR/VR 的「太陽眼鏡」。同時，F(xiàn)acebook 的實(shí)驗(yàn)部門Building 8 也為這個「下一代人機(jī)交互平臺」助興，宣布了一項(xiàng)BCI 計(jì)劃：通過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，這種完全無創(chuàng)的腦機(jī)系統(tǒng)最終可以讓人們每分鐘輸入100 個單詞（是現(xiàn)在人們用手機(jī)輸入單詞速度的5 倍）。

2017 年F8 大會上，Regina Dugan 現(xiàn)場講解BCI 項(xiàng)目| 視頻截圖

Facebook Reality Labs（原Oculus Labs，以下簡稱FRL）一直為這個目標(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，對此前的BCI 計(jì)劃表達(dá)了樂觀，「我們確實(shí)認(rèn)為這是可能的?！笴hevillet 說，「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，大部分人雖然都會在手機(jī)上使用語音助手，但卻不會當(dāng)著其他人的面使用。和機(jī)器「無言」交流，就能緩解這種尷尬。同時，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VR 控制在了非常輕量級的570 克，同時也在研發(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。

「這不是雞尾酒派對上的玩笑話」

Facebook 同時也在研發(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)下會消耗氧氣，因此如果能夠檢測大腦內(nèi)氧水平的變化，人們也就可以間接測量大腦活動?！肝覀円部梢允褂妙愃萍t外光的，以一種安全、非侵入性的方式來測量大腦中血液的氧含量。這類似于在功能性磁共振成像（fMRI）中測量到的信號——但使用的是由消費(fèi)級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然測量氧含量可能無法解碼想象的句子，但是能夠識別哪怕只有幾個想象的命令，比如『主頁』、『選擇』和『刪除』，都將為我們提供與今天的VR 系統(tǒng)以及未來的AR 眼鏡交互的全新方式?！共┪倪€提到，這種方案的實(shí)現(xiàn)可能需要十年時間。

兩年前，時任Building 8 負(fù)責(zé)人的Regina Dugan 告訴The Verge，F(xiàn)acebook 并不擔(dān)心競爭對手，樹立一個宏大的愿景是一回事，而構(gòu)建一個能實(shí)現(xiàn)這一愿景的流程又是另外一回事?！高@不是雞尾酒派對上的玩笑話，我們是認(rèn)真的?！笵ugan 說道。

而現(xiàn)在，馬斯克也發(fā)布了Neuralink 在BCI 項(xiàng)目上的進(jìn)展。具體來說，他們設(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)化還有很長一段時間，但巨頭之間的競爭開始了。

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挖掘的技術(shù)，還是會讓人們保持警惕。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

題圖來源：Tech@Facebook