强脑科技:翻越脑机接口的“三座大山”

2020-01-13 05:20王贺
创业邦 2020年12期
关键词:脑电接口技术脑机

王贺

强脑科技创始人兼CEO韩璧丞。人类现在对大脑的认知还停留在初期阶段,任何一项对大脑信息識别仪器上的升级,都会对很多事情产生巨大的增量和改变,脑机接口能够给整个世界带来很大变化

也许很多人不知道强脑科技(BrainCo),但一定听过韩璧丞的名字。

作为首位就脑机接口技术接受福布斯专访的华人科学家,韩璧丞与伊隆·马斯克(Elon Musk)一同被美国媒体评为脑机接口领域五位创新者之一 ,还入选了2017年福布斯中国“30位30岁以下精英”、2017年《麻省理工科技评论》“中国35岁以下科技创新35人”等榜单。

2015年,韩璧丞在攻读博士学位期间创立了强脑科技,并成为历史上第一支入选哈佛大学官方孵化器“哈佛创新实验室”的华人团队,这是一家研究底层脑机接口技术的高科技公司。

在过去几年时间里,强脑科技迎来了高光时刻:其孵化项目Brain Robotics被列为十大脑机接口公司序列;公司的智能仿生手产品,是全球首个融合脑机接口与人工智能的残疾人辅具装备;公司研发的另一项脑电检测技术,成为首个列入美国宇航局推荐产品的华人智能产品设备。

这是一个脑科学公司的创新故事,也是一个创业者的成长故事。

给世界带来变化

世界上没有什么永恒的东西,一切都在变化。

人类大脑里有860~1000亿个不断发出电信号的神经元,其组成的密密麻麻的网络已经困扰了科学家们几个世纪。不过,人们对这个神秘器官的认知已开始迅速增长。

过去20年里,脑机接口技术研究不断取得突破,参与脑机接口研究的相关机构和科学出版物数量大大增加。

时间回溯到2015年,韩璧丞的核心团队刚刚成立,他们想要寻找一个巨大体量的平台性事业。他们发现,脑科学非常值得去深入研究。

“人类现在对大脑的认知还停留在初期阶段,任何一项对大脑信息识别仪器上的升级,以及对于大脑认知上的升级,都会对很多事情产生巨大的增量和改变。所以,我们觉得做脑机接口这项事业,能够给整个世界带来很大的变化。”韩璧丞在接受创业邦记者采访时表示。

事实上,从大学时代开始,韩璧丞便为研发脑机接口技术做足了功课。他通过机械工程专业接触到了精密仪器,开始做医疗仪器方面的研究。在决定从事脑科学领域后,韩璧丞发现,在脑科学领域里,最重要的就是对传统脑检测仪器进行升级。

“Elon Musk现在做的Neuralink,并没有在脑科学领域里面有任何突破,或任何认知上的增强,他只是做了一个全新的仪器和全新的手术步骤,而这几乎是现在所有脑科学公司首先要做的事情。”韩璧丞表示。

过去20年里,脑机接口技术研究不断取得突破,参与脑机接口研究的相关机构和科学出版物数量大大增加。但在韩璧丞看来,脑科学特别是脑机接口领域相关论文中的被试人群很少,每篇文章只有20~30个人。

“以前传统的仪器里,比如脑电仪器、核磁共振、MRI等使用起来非常复杂。比如检测一个脑电信息,从佩戴、打导电膏采集到数据,再到最后摘下仪器,需要将近一个小时,而且过程非常复杂。”韩璧丞进一步指出,“因此在使用传统仪器的情况下,很难收集到大量人的数据,也无从谈起深度学习,因为看不到一些真相。”

深度学习是一个非常好的工具,可以找到很多大脑里的真相。因此,对于韩璧丞和他的团队来说,现在做的事情很大程度上是去改造脑检测仪器。

三座大山

技术、量产、市场,不止是造车新势力面临的“三座大山”。

自2019年商业化以来,强脑科技推出的两款产品均成为爆款。Focus专注力训练,产品销量几万台;Brain Robotics人工智能义肢,自2020年商业化以来,已经为数以百计的残疾人安装佩戴。

然而,两款爆款产品背后,都离不开韩璧丞和他的团队的艰辛与付出。

“我们在整个产品研发过程当中,一直都面临着巨大的困难,这主要来自三个方面。”韩璧丞表示。

其一是技术方面,脑机接口需要采集的信号,无论是脑电还是肌电,都是极其微弱的信号。比如,脑电是一个正负50微伏(?V)的信号,它相当于一节五号电池的100万分之一。

韩璧丞形象地描述了信号采集的过程:“就像你在一个非常喧嚣的大海面前,有很多人在嬉戏、玩水,还有海鸥飞过,但现在你需要听到50公里以外的一只蚊子扇动翅膀的声音,并且你要判断蚊子是怎样扇动翅膀的。”

韩璧丞认为,技术上的难度在于,如果想大规模生成这种仪器和大规模采集信号,如何保证能够非常准确地采集到这种信号。对于强脑科技来说,前期也做了很多材料学上的突破,目的就是找到合适的材料,能够识别到这种非常微弱的信号。

在韩璧丞看来,第二个难度是量产的难度,如何能够高效地采集并量产这种超级精密的仪器,让产品的良率能生产几万台,这是想象不到的工程学上的困难。

“当一个采集的信号变得极其微弱、极其精细的时候,标准化生产的难度就会变得非常大,我们日常生活中所用的电子器件里的信号,以及这种声音的信号,可能是现在这个仪器信号的100万倍,且都是以微伏为单位,这种信号的精细难度在整个生产过程当中给我们带来了巨大困难。”韩璧丞告诉记者。

因此,强脑科技在波士顿打造了一套小规模的原型机组装流程,并且把这套流程搬到了国内,应用到了整个车间,测试检测的流程甚至比生产时还要多。“如果我们的产品不量产,就难以积累大量的数据,无法完善我们的算法,可能就找不到真相。”韩璧丞表示。

当前,Neuralink主打的侵入式脑机接口难以规模化生产,毕竟以手术形式将电极或其他探测传感器植入脑内,直接接触神经元,并形成商业规模的难度极高。综合成本考虑,强脑科技主打的非侵入式脑机接口,相对来说更容易实現商业化和规模化。

然而,与同行的教育产品相比,Focus专注力训练产品和Brain Robotics智能仿生手更像一个全新的品类。当两款产品进入市场的时候,强脑科技作为一家创业公司,还要肩负着教育市场的重要责任,产品的成本和难度非常大。

对于脑机接口技术来说,问题不在于谁能拥有和谁不能拥有,而是在于人们在整个历史现实当中认知是否增强。有了脑机接口技术,我们不会造出一个种群里完全一样的人,相反,我们会看到一个种群里更加不同的一群人。

因此,在市场教育方面,如何引导大众接受脑机接口技术,成为重中之重。

不久前,两位来自麻省理工学院媒体实验室(MIT Media Lab)学者的论文指出,使用赋思头环的测试者,比未使用者(随机组)的测试成绩大幅提升,接近40%。目前,全球已有很多学校和机构开始与强脑科技合作。此外,Focus专注力训练设备通过了教育部学校规划建设发展中心的测评与论证。

韩璧丞认为,一切教育都要用事实说话。“当中国有一千个、一万个甚至是十几万个孩子成功提高成绩的案例的时候,当残疾人看到其他残疾人使用智能仿生手的时候,这才是最好的市场教育。”

“公司现在做的不管是智能仿生手,还是Focus专注力训练产品,都是以前传统意义上没有的产品。以前市场上可能有一些假肢,但它是像开关一样控制手的开和张,跟这种用意识控制是完全不同的。”韩璧丞指出,“生产研发脑机接口每天都在经历巨大的困难。”

未来的挑战

当一个新生事物出现,只有5%的人知道时赶紧做,这就是机会。

近年来,全球商业巨头,如特斯拉创始人马斯克、Facebook创始人扎克伯格都开始布局脑机接口领域。未来,侵入式和非侵入式的脑现有技术,究竟哪种路线能够代表脑机接口技术的未来?

“从脑机接口的实验数据来看,绝大多数是非侵入式的脑机接口,在有限的侵入式脑机接口实验室里,绝大多数是在做猴子、老鼠等动物的实验,在人身上的实验少之又少,而且这些人绝大多数是瘫痪病人。到现在为止,还没有一个正常人的侵入式脑电数据。”韩璧丞说。

侵入式脑机接口技术采用简单粗暴的方式,直接插进电脑采集信号,不需要算法,因为本身就已经能看到大脑里边的信号。因此,侵入式脑机接口技术一直努力解决的是有关重病患者的问题。

“对于非侵入式来讲,它的难点在于如何采集到细微的信号,如何在材料学上和仪器升级上,通过大量人体干净的数据,做出更好的判断。”韩璧丞表示,“强脑科技会坚定地去做非侵入式脑机接口技术。”

随着脑机接口技术的不断进步,人们的认知能力有望得到大幅度提升,从而在学习、工作等活动中具有明显优势。然而,并不是所有人都有实力拥有这项技术,脑机接口技术恐将加剧不平等现象。

“首先,是否购买或拥有这项技术,取决于需求和效果,脑机接口技术是一个新兴的需要普及的技术,能够解决真实场景中的一些问题。其实,这项技术本身是一个刚需,但当人们没有见到它,或没有人认识它的时候,他们会觉得这并不是一个看得到的需求。”韩璧丞表示。

“二十多年前,当大哥大出现的时候,可能没有人觉得电话是刚需,只是那些万元户用来炫耀的工具。今天,没有人能够离开手机,生活中处处需要手机的存在,人们已经离不开手机了。”韩璧丞指出,对于脑机接口技术来说,问题不在于谁能拥有和谁不能拥有,而在于人们在整个历史现实当中认知是否增强。

但问题是,如果每个人都通过脑机接口技术达到近乎相同的水平,每个个体之间的差异又将如何区分?

在韩璧丞看来,人类是由大概两万个基因编译而成的,人类大脑神经元的数目有860~1000亿个,在同一物种下,诞生形形色色的人。如果加上放大器,人和人之间的差异也只是会被放大,不会趋同。“有了脑机接口技术,我们不会造出一个种群里完全一样的人,相反,我们会看到一个种群里更加不同的一群人。”

诚然,距离普惠大众,脑机接口技术还有一段很长的路要走,与很多新技术一样,脑机接口技术面临着伦理挑战,因为一旦每个人都用意念交流,那么语言、文字恐将逐步消失。

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