癱瘓患者用意念寫字可能比你打字還快，「人類增強計劃」進度超乎想象
在許多科幻作品中，我們都能看到「機械人」、「生化人」等增強版人類的身影。DC 出品的《正義聯盟》，主角之一鋼骨（Cyborg）便是一個典型的例子。
劇情設定中，半機械的身體讓他擁有超人般的力量。更具科幻色彩的，是他的大腦經過改造，成為了一台異常強大的量子計算機，24 小時與互聯網保持同步。
這意味着鋼骨可以隨意擺佈互聯網上的任何信息，且沒有防火牆能夠阻擋。在一和零的數位世界，他就是絕對的霸主。
無論是異常強大的大腦，還是無堅不摧的身軀。鋼骨的這些超能力，某種程度上映射出人類對主宰命運，甚至主宰世界的嚮往。
而腦機接口、可植入芯片等前沿科技的最新進展，讓鋼骨在真實世界誕生的可能性，又增加了一分。
20 年後，學習或將「過時」
鋼骨媲美量子計算機的大腦，來源於天啓星母盒的力量。但在真實世界中，母盒並不存在。人類將提升大腦機能的願景，寄希望於腦機接口（BCI）。
簡單來説，BCI 技術可將人腦與外部設備建立直接聯繫。例如大腦接收來自計算機的信息，或將信息發送至計算機。
▲ 圖片來自：techslang
這聽起來很玄幻，但圍繞着 BCI 的研究已有一段相當長的歷史。
1924 年，德國精神科醫生漢斯·貝格爾發現了腦電波的存在。自此，針對 BCI 技術的研究開始陸續出現。直到 20 世紀 90 年代中期開始全面開花。
▲「腦電波之父」漢斯·貝格爾. 圖片來自：EPILOG
1997 年，越戰老兵 Johnny Ray 的腦幹血管破裂，中風讓他幾乎完全癱瘓。他的思考能力正常，但無法説話。第二年，Johnny Ray 接受了 BCI 手術。通過大腦植入物，他可以通過意念在電腦屏幕上指示短語來表達自己。例如「我口渴了」和「很高興和你説話」。
隨着時間的推移，Johnny Ray 甚至學會了控制電腦光標移動，以在字母表上拼出自己的名字，和他醫生的名字。關於 BCI 相關技術標準和方向也開始逐漸明朗。
2005 年，Cyberkinetics 公司獲得美國 FDA 批准，在九位病人進行了第一期運動皮層腦機接口臨牀試驗。四肢癱瘓的 Matt Nagle 成為了第一位用腦機接口來控制機械臂的病人，他能夠通過運動意圖來完成機械臂控制、電腦光標控制等任務。
▲2005 年的 Matt Nagle
Matt Nagle 曾在接受採訪時如上表示。
到了 2012 年前後，BCI 已經能勝任更為繁複的工作。可讓癱瘓病人使用機械臂，自己吃飯、喝水，打字交流。
與此前通過控制光標移動選中字母不同，最新的 BCI 技術已經實現了「手寫輸入」。根據最近發表在《自然》雜誌上的一篇研究，神經科學家已經實現將手寫信號實時翻譯成文本，打字速度實現躍升，為每分鐘 90 個字符，接近正常人打字速度的 3/4。
▲ 圖片來自：Depositphotos
該研究的對象是一位脊髓損傷而癱瘓的 65 歲男子。實驗人員將兩顆 4×4 毫米大小的傳感器，放置在該男子大腦運動皮層的外層。通過 100 多個細如髮絲的電極，與大腦神經相連，記錄並處理與書寫相關的大腦活動。
該項技術不僅可以解碼患者的書寫意圖，還能實時自動更正，準確率超過 99%。也就是説，患者如果書寫字母時，腦海中的筆跡不夠規範，BCI 通過算法可以自動修正。
▲ 圖片來自：NPG Press
可以説，BCI 的相關研究，為許多病患帶來了新的希望，尤其是癱瘓患者。迅速增長的 BCI 相關企業，也推動着 BCI 技術從實驗室進入現實生活。
不過，BCI 技術的目標不僅僅是「彌補」病患的機理缺陷，還有「增強」健康人類的機能。
比如馬斯克的 Neuralink 公司，打算在 10 年內實現健康人之間的「傳心」（telepathy）。即讓兩個植入腦機接口的人無需講話，便能直接用腦信號溝通。這時，溝通將不再需要語言這個載體。
▲ 圖片來自：VOI
Neuralink 還打算在 25 年內，打造出「全腦接口」（whole-brain interface）。讓大腦中幾乎所有的神經元，都能夠與外界順暢溝通。
Neuralink 的團隊希望，未來使用他們 BCI 技術的人類，可以像黑客帝國中的男主角 Neo 那樣，直接從計算機上傳和下載信息。
除了 Neuralink，還有不少公司或團隊在研發 BCI 對增強人腦機能的可能性。比如賓夕法尼亞的一個計算記憶團隊，已在實驗室通過 BCI 成功增強人腦的記憶力。
Ramses Alcaide 領導的團隊，致力於腦控 VR 遊戲，並於 2017 年推出全球首款腦控 VR 遊戲。其目標是實現電影《頭號玩家》中的場景。
▲ 腦控 VR 遊戲裝置. 圖片來自：Neurable
再如 MindX 公司，試圖通過眼鏡等智能穿戴物，實現與大腦的實時連接。用户只需一個念頭，便可通過眼鏡查詢信息。
基於這些 BCI 技術公司，人工智能專家尼古拉斯·凱里諾斯 (Nikolas Kairinos) 認為，20 年後的 BCI 技術將大幅提升人腦的學習效率。「通過可植入芯片，人腦可快速記憶、查詢任何信息。屆時，『學習』這件事將過時」。
▲尼古拉斯·凱里諾斯
這不是天方夜譚。在 BCI 技術加持下，未來一目十行、過目不忘將不再是科幻劇情的專屬，而是成為人類可實現的機能。
仿生機械，讓人體更「完美」
上文提到，鋼骨之所以成為超級英雄，不僅是靠量子計算機級別的大腦，還有他那無堅不摧的半機械身軀。
現實世界中，人類也在通過機械改造增強身體機能。和腦機接口一樣，機械改造身體的初衷，是為了幫助某些生理缺陷的人，重獲相關的能力。
▲ 使用仿生手臂的男孩. 圖片來自：daemon3dprint
我們聽説過很多機械義肢讓人重生的例子。比如不幸截肢的 Hugh Herr，考入麻省理工學院後，花了 20 年時間研究假肢機器系統，最終研製出讓他重獲攀巖能力的仿生義肢。
這套仿生義肢系統包含 24 個傳感器，6 個微處理器。不僅能感應位置、速度、壓力、温度等，還可以控制肌肉腱狀執行器來移動「人造腳踝」，使 Hugh Herr 能夠跑步、跳躍、舞動，甚至攀巖。
▲Hugh Herr. 圖片來自：MIT News
類似的案例不勝枚舉。而機械化改造人體，也並非只為了「修復」人體機能。另一目標是「增強」正常人體的能力。
比如加州大學伯克利分校人體工程實驗室創立的公司 SuitX，正在通過機械外骨骼增強工人的效率，並防止工作中受傷。
▲ 圖片來自：Suit X
目前，通用汽車和菲亞特等工廠裏，已經有工人穿戴 SuitX 的機械外骨骼進行工作。這些機器旨在減少肌肉疲勞。通過減少 50% 的背部、肩部和膝蓋的肌肉活動，讓工人肌肉受傷的風險大大降低。
SuitX 目前提供多款穿戴式骨骼。有針對肩部、背部、腿部等不同位置，進行增強的機械骨骼。除了降低穿戴者的肌肉疲勞，還可以幫助用户輕鬆舉起沉重的材料，提高工作的效率。
根據發表在《科學機器人》雜誌上的一項最新研究，科學家已經證實人腦可以支持額外的身體部位。
Dani Clode 領導的研究小組，通過給實驗人員裝上額外的機械手指，並訓練他們利用機械手指做家務。一段時間後，通過 FMRI 掃描大腦運動皮層，發現大腦已經完全適應了額外的身體部位。
▲ 圖片來自：尼·克勞德/倫敦大學學院
這意味着，人類的大腦有能力協調好「第三隻胳膊」或「第三隻腿」。這為機械增強人體進一步打下了理論基礎。
倫敦大學學院認知神經科學研究所的保琳娜·基利巴 (Paulina Kieliba) 認為，機械增強身體可能會以多種方式對社會產生價值。例如讓外科醫生在沒有助手的情況下也能工作，或者讓工廠工人更有效地工作。
▲ 使用「第六根手指」來抓取物品. 圖片來自：Robotic Science
除了機械增強人體，可植入芯片的最新進展，也進一步為人類瞭解並控制身體，拓寬了道路。
最近發表在《科學進展》雜誌上的一項研究顯示，哥倫比亞大學的工程師創造出了世界上有史以來最小的單芯片系統。體積只有 0.1 立方毫米，肉眼甚至不可見。可通過皮下注射針，植入人體用於測量體温。
▲ 有史以來最小的可植入芯片，位於針管內. 圖片來自：哥倫比亞大學
該芯片系統可通過超聲波供電並進行數據傳輸。目前該設備只能測量體温，但項目負責人表示，其最終將實現監測呼吸功能、血糖水平和血壓的功能，前景十分廣闊。
瞭解身體，增強身體。可植入芯片和仿生機械的發展，讓人類的身體機能更加「完美」，實現曾存在於科幻片中的種種能力。
這樣的未來，你可能不想看到
儘管腦機接口、仿生機械、可植入芯片的發展，讓人類前所未有的接近「完美」。但與美好相伴而來的，還有安全、倫理等方面的擔憂。
▲圖片來自：Syfy wire
首先就是安全問題。當人類的記憶依託於腦機而存在，如果雲端發生了錯誤或者遭受黑客攻擊，那麼記憶很有可能存在被人為篡改、消除的風險。
這不是危言聳聽。首位在頭骨中植入天線，並被政府合法認可的「改造人」Neil Harbisson 曾表示，他的天線曾遭受黑客攻擊，收到過來歷不明的信息。
▲Neil Harbisson. 圖片來自：The Times
再如當黑客控制了一個人的外置機械手臂，傷害了另一個人。那麼被控制的人是否負有連帶責任？這些問題不僅關乎着法律，也關乎着倫理道德。
如果説安全方面的擔憂，可被更加強大的「防火牆」所抹去。那麼財富不均，將在上述語境下進一步加深人與人之間的鴻溝，且難以避免。
上世紀 60 年代，美國政府為了迴應社會上要求教育平等的呼聲，拍攝並播出了一部電視教育節目《芝麻街》，目的是為貧困家庭的兒童提供啓蒙教育的機會，縮小貧富兒童學前教育的差距。
▲《芝麻街》中的經典形象
結果卻事與願違。調查結果發現，富裕家庭的兒童對節目的收視率遠高於貧困兒童，受教育效果也要好於後者。
1970 年，蒂奇諾等人在大量實證調查的基礎上提出了「知識溝」理論：社會經濟地位高者，獲取信息的速度和知識量，都要高於社會經濟地位低者。兩者的知識差距會隨着時間不短擴大，形成知識鴻溝。
可以設想，當腦機接口進入消費市場。經濟能力強的人，將有機會通過相關技術，迅速獲取、記憶信息。正如尼古拉斯·凱里諾斯預言的那樣：學習將成為一件過時的事情。
▲ 圖片來自：clueylearning
屆時，經濟能力弱，沒法負擔腦機接口的人羣，將如何比拼那些擁有腦機接口的人羣？教育公平或將成為一個偽命題。
而這只是數道鴻溝的冰山一角。更不必説機械增強的人體，在力量、持久度等方面優於普通人了。
這些「超能力」，或許最終都將演變成「鈔能力」。這比爭論何為人類、心靈控制等問題，要現實得多。
▲ 蝙蝠俠可能是「鈔能力」的代表
不過，每一個時代的到來，都會伴隨着這樣或那樣的憂慮。比如蒸汽時代初臨時，坐上汽車的人的確比騎自行車的人跑得更快更遠。第一批擁有計算機的人，的確比別人看的更高更遠。但從長遠來看，革命性的技術總是普惠世界的，而非只服務於富人。
尼古拉斯·凱里諾斯如是説道。不管我們信或不信，這些科技已經在路上，變革正在悄悄的發生。
資料來源：愛範兒（ifanr）
劇情設定中，半機械的身體讓他擁有超人般的力量。更具科幻色彩的，是他的大腦經過改造，成為了一台異常強大的量子計算機，24 小時與互聯網保持同步。
這意味着鋼骨可以隨意擺佈互聯網上的任何信息，且沒有防火牆能夠阻擋。在一和零的數位世界，他就是絕對的霸主。
無論是異常強大的大腦，還是無堅不摧的身軀。鋼骨的這些超能力，某種程度上映射出人類對主宰命運，甚至主宰世界的嚮往。
而腦機接口、可植入芯片等前沿科技的最新進展，讓鋼骨在真實世界誕生的可能性，又增加了一分。
20 年後，學習或將「過時」
鋼骨媲美量子計算機的大腦，來源於天啓星母盒的力量。但在真實世界中，母盒並不存在。人類將提升大腦機能的願景，寄希望於腦機接口（BCI）。
簡單來説，BCI 技術可將人腦與外部設備建立直接聯繫。例如大腦接收來自計算機的信息，或將信息發送至計算機。
▲ 圖片來自：techslang
這聽起來很玄幻，但圍繞着 BCI 的研究已有一段相當長的歷史。
1924 年，德國精神科醫生漢斯·貝格爾發現了腦電波的存在。自此，針對 BCI 技術的研究開始陸續出現。直到 20 世紀 90 年代中期開始全面開花。
▲「腦電波之父」漢斯·貝格爾. 圖片來自：EPILOG
1997 年，越戰老兵 Johnny Ray 的腦幹血管破裂，中風讓他幾乎完全癱瘓。他的思考能力正常，但無法説話。第二年，Johnny Ray 接受了 BCI 手術。通過大腦植入物，他可以通過意念在電腦屏幕上指示短語來表達自己。例如「我口渴了」和「很高興和你説話」。
隨着時間的推移，Johnny Ray 甚至學會了控制電腦光標移動，以在字母表上拼出自己的名字，和他醫生的名字。關於 BCI 相關技術標準和方向也開始逐漸明朗。
2005 年，Cyberkinetics 公司獲得美國 FDA 批准，在九位病人進行了第一期運動皮層腦機接口臨牀試驗。四肢癱瘓的 Matt Nagle 成為了第一位用腦機接口來控制機械臂的病人，他能夠通過運動意圖來完成機械臂控制、電腦光標控制等任務。
▲2005 年的 Matt Nagle
引用我無法用語言表達。我在心裏想着「光標在右上角」，電腦的光標就真的跑到了右上角。現在我可以在整個屏幕上控制它。它帶給我一種獨立感。
Matt Nagle 曾在接受採訪時如上表示。
到了 2012 年前後，BCI 已經能勝任更為繁複的工作。可讓癱瘓病人使用機械臂，自己吃飯、喝水，打字交流。
與此前通過控制光標移動選中字母不同，最新的 BCI 技術已經實現了「手寫輸入」。根據最近發表在《自然》雜誌上的一篇研究，神經科學家已經實現將手寫信號實時翻譯成文本，打字速度實現躍升，為每分鐘 90 個字符，接近正常人打字速度的 3/4。
▲ 圖片來自：Depositphotos
該研究的對象是一位脊髓損傷而癱瘓的 65 歲男子。實驗人員將兩顆 4×4 毫米大小的傳感器，放置在該男子大腦運動皮層的外層。通過 100 多個細如髮絲的電極，與大腦神經相連，記錄並處理與書寫相關的大腦活動。
該項技術不僅可以解碼患者的書寫意圖，還能實時自動更正，準確率超過 99%。也就是説，患者如果書寫字母時，腦海中的筆跡不夠規範，BCI 通過算法可以自動修正。
▲ 圖片來自：NPG Press
可以説，BCI 的相關研究，為許多病患帶來了新的希望，尤其是癱瘓患者。迅速增長的 BCI 相關企業，也推動着 BCI 技術從實驗室進入現實生活。
不過，BCI 技術的目標不僅僅是「彌補」病患的機理缺陷，還有「增強」健康人類的機能。
比如馬斯克的 Neuralink 公司，打算在 10 年內實現健康人之間的「傳心」（telepathy）。即讓兩個植入腦機接口的人無需講話，便能直接用腦信號溝通。這時，溝通將不再需要語言這個載體。
▲ 圖片來自：VOI
Neuralink 還打算在 25 年內，打造出「全腦接口」（whole-brain interface）。讓大腦中幾乎所有的神經元，都能夠與外界順暢溝通。
Neuralink 的團隊希望，未來使用他們 BCI 技術的人類，可以像黑客帝國中的男主角 Neo 那樣，直接從計算機上傳和下載信息。
除了 Neuralink，還有不少公司或團隊在研發 BCI 對增強人腦機能的可能性。比如賓夕法尼亞的一個計算記憶團隊，已在實驗室通過 BCI 成功增強人腦的記憶力。
Ramses Alcaide 領導的團隊，致力於腦控 VR 遊戲，並於 2017 年推出全球首款腦控 VR 遊戲。其目標是實現電影《頭號玩家》中的場景。
▲ 腦控 VR 遊戲裝置. 圖片來自：Neurable
再如 MindX 公司，試圖通過眼鏡等智能穿戴物，實現與大腦的實時連接。用户只需一個念頭，便可通過眼鏡查詢信息。
基於這些 BCI 技術公司，人工智能專家尼古拉斯·凱里諾斯 (Nikolas Kairinos) 認為，20 年後的 BCI 技術將大幅提升人腦的學習效率。「通過可植入芯片，人腦可快速記憶、查詢任何信息。屆時，『學習』這件事將過時」。
▲尼古拉斯·凱里諾斯
這不是天方夜譚。在 BCI 技術加持下，未來一目十行、過目不忘將不再是科幻劇情的專屬，而是成為人類可實現的機能。
仿生機械，讓人體更「完美」
上文提到，鋼骨之所以成為超級英雄，不僅是靠量子計算機級別的大腦，還有他那無堅不摧的半機械身軀。
現實世界中，人類也在通過機械改造增強身體機能。和腦機接口一樣，機械改造身體的初衷，是為了幫助某些生理缺陷的人，重獲相關的能力。
▲ 使用仿生手臂的男孩. 圖片來自：daemon3dprint
我們聽説過很多機械義肢讓人重生的例子。比如不幸截肢的 Hugh Herr，考入麻省理工學院後，花了 20 年時間研究假肢機器系統，最終研製出讓他重獲攀巖能力的仿生義肢。
這套仿生義肢系統包含 24 個傳感器，6 個微處理器。不僅能感應位置、速度、壓力、温度等，還可以控制肌肉腱狀執行器來移動「人造腳踝」，使 Hugh Herr 能夠跑步、跳躍、舞動，甚至攀巖。
▲Hugh Herr. 圖片來自：MIT News
類似的案例不勝枚舉。而機械化改造人體，也並非只為了「修復」人體機能。另一目標是「增強」正常人體的能力。
比如加州大學伯克利分校人體工程實驗室創立的公司 SuitX，正在通過機械外骨骼增強工人的效率，並防止工作中受傷。
▲ 圖片來自：Suit X
目前，通用汽車和菲亞特等工廠裏，已經有工人穿戴 SuitX 的機械外骨骼進行工作。這些機器旨在減少肌肉疲勞。通過減少 50% 的背部、肩部和膝蓋的肌肉活動，讓工人肌肉受傷的風險大大降低。
SuitX 目前提供多款穿戴式骨骼。有針對肩部、背部、腿部等不同位置，進行增強的機械骨骼。除了降低穿戴者的肌肉疲勞，還可以幫助用户輕鬆舉起沉重的材料，提高工作的效率。
根據發表在《科學機器人》雜誌上的一項最新研究，科學家已經證實人腦可以支持額外的身體部位。
Dani Clode 領導的研究小組，通過給實驗人員裝上額外的機械手指，並訓練他們利用機械手指做家務。一段時間後，通過 FMRI 掃描大腦運動皮層，發現大腦已經完全適應了額外的身體部位。
▲ 圖片來自：尼·克勞德/倫敦大學學院
這意味着，人類的大腦有能力協調好「第三隻胳膊」或「第三隻腿」。這為機械增強人體進一步打下了理論基礎。
倫敦大學學院認知神經科學研究所的保琳娜·基利巴 (Paulina Kieliba) 認為，機械增強身體可能會以多種方式對社會產生價值。例如讓外科醫生在沒有助手的情況下也能工作，或者讓工廠工人更有效地工作。
▲ 使用「第六根手指」來抓取物品. 圖片來自：Robotic Science
除了機械增強人體，可植入芯片的最新進展，也進一步為人類瞭解並控制身體，拓寬了道路。
最近發表在《科學進展》雜誌上的一項研究顯示，哥倫比亞大學的工程師創造出了世界上有史以來最小的單芯片系統。體積只有 0.1 立方毫米，肉眼甚至不可見。可通過皮下注射針，植入人體用於測量體温。
▲ 有史以來最小的可植入芯片，位於針管內. 圖片來自：哥倫比亞大學
該芯片系統可通過超聲波供電並進行數據傳輸。目前該設備只能測量體温，但項目負責人表示，其最終將實現監測呼吸功能、血糖水平和血壓的功能，前景十分廣闊。
瞭解身體，增強身體。可植入芯片和仿生機械的發展，讓人類的身體機能更加「完美」，實現曾存在於科幻片中的種種能力。
這樣的未來，你可能不想看到
儘管腦機接口、仿生機械、可植入芯片的發展，讓人類前所未有的接近「完美」。但與美好相伴而來的，還有安全、倫理等方面的擔憂。
▲圖片來自：Syfy wire
首先就是安全問題。當人類的記憶依託於腦機而存在，如果雲端發生了錯誤或者遭受黑客攻擊，那麼記憶很有可能存在被人為篡改、消除的風險。
這不是危言聳聽。首位在頭骨中植入天線，並被政府合法認可的「改造人」Neil Harbisson 曾表示，他的天線曾遭受黑客攻擊，收到過來歷不明的信息。
▲Neil Harbisson. 圖片來自：The Times
再如當黑客控制了一個人的外置機械手臂，傷害了另一個人。那麼被控制的人是否負有連帶責任？這些問題不僅關乎着法律，也關乎着倫理道德。
如果説安全方面的擔憂，可被更加強大的「防火牆」所抹去。那麼財富不均，將在上述語境下進一步加深人與人之間的鴻溝，且難以避免。
上世紀 60 年代，美國政府為了迴應社會上要求教育平等的呼聲，拍攝並播出了一部電視教育節目《芝麻街》，目的是為貧困家庭的兒童提供啓蒙教育的機會，縮小貧富兒童學前教育的差距。
▲《芝麻街》中的經典形象
結果卻事與願違。調查結果發現，富裕家庭的兒童對節目的收視率遠高於貧困兒童，受教育效果也要好於後者。
1970 年，蒂奇諾等人在大量實證調查的基礎上提出了「知識溝」理論：社會經濟地位高者，獲取信息的速度和知識量，都要高於社會經濟地位低者。兩者的知識差距會隨着時間不短擴大，形成知識鴻溝。
可以設想，當腦機接口進入消費市場。經濟能力強的人，將有機會通過相關技術，迅速獲取、記憶信息。正如尼古拉斯·凱里諾斯預言的那樣：學習將成為一件過時的事情。
▲ 圖片來自：clueylearning
屆時，經濟能力弱，沒法負擔腦機接口的人羣，將如何比拼那些擁有腦機接口的人羣？教育公平或將成為一個偽命題。
而這只是數道鴻溝的冰山一角。更不必説機械增強的人體，在力量、持久度等方面優於普通人了。
這些「超能力」，或許最終都將演變成「鈔能力」。這比爭論何為人類、心靈控制等問題，要現實得多。
▲ 蝙蝠俠可能是「鈔能力」的代表
不過，每一個時代的到來，都會伴隨着這樣或那樣的憂慮。比如蒸汽時代初臨時，坐上汽車的人的確比騎自行車的人跑得更快更遠。第一批擁有計算機的人，的確比別人看的更高更遠。但從長遠來看，革命性的技術總是普惠世界的，而非只服務於富人。
引用我知道這聽起來有些俗氣，但我們相信腦機接口等人工智能的發展，最終將在全球範圍內大規模改善人們的生活。
尼古拉斯·凱里諾斯如是説道。不管我們信或不信，這些科技已經在路上，變革正在悄悄的發生。
資料來源：愛範兒（ifanr）