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太难太复杂意念控制太难

德国科学家曾打造出一款读心“头盔”,无需语言、手势,直接用大脑控制玩具卡车

BBC的电子研发部门正在开发“意识控制的电视机”
某博览会上,小学生戴上控制器,用意念操控小球随心所欲地移动

  □康斯坦丁

  人类已经知道身体的控制中枢是大脑而非心脏。但因人类大脑过于复杂,有关脑电波的研究已连绵了大约60年,仍没能取得突破性进展。

  虽然最近有专家预测10年后,意念控制便可能成为主流,但从目前的研究结果来看,最美好的也无非是电影《超体》或《阿凡达》中的理想画面。意念控制始终需要巨大的能量消耗,而人类的天性或许仍会趋向于用最简单、能量消耗最低的方式去完成一些简单的任务,比如开门——这就像如今手机的触摸屏比按键更容易,于是风靡了;但语音控制太复杂,且对嗓子的压力太大,所以至今只能不温不火。意念控制这种“高级”互动,普及难度注定会更大。

  1

  脑电波研究至今仍相当“肤浅”

  电影《超体》中充分阐释了人类大脑的强大。事实上,强悍如爱因斯坦的大脑,其开发程度也不到10%。

  大脑利用率的理论或许还能解释我们与外星人的关系。人类数十年来不断向外太空发送信号,却从未收到任何回复,有一种可能就是:外星生物头脑利用率更低,尚不足以识别人类信号。当然也有另一种可能:他们的头脑利用率太高,根本不屑于同人类交流——正如我们不想和跳蚤、蟑螂说话一样。

  电影《阿凡达》里的场景更接近现实。潘多拉星上,下身瘫痪的海军上将,利用复杂的可穿戴设备收集脑电波信号,并且用这些信号操控着人造的阿凡达。只是,现有的研究成果远不能进行电影中复杂的操作,更不要说什么情感交流和执行高级任务了。

  其实,脑电波本质上就是一种电信号。人类的各种活动都会产生能量不等的电信号,比如心脏跳动时会产生1-2毫伏的电压,眼睛开闭会产生5-6毫伏的电压,而人类想入非非之时,大脑则会产生0.2-1毫伏的电压。诸如兴奋、紧张、昏迷、抑郁等情绪,则会影响大脑电信号的能量。按照简单的逻辑,脑电波技术最根本的思路就是采集人类思考时产生的电信号,利用大数据技术找出其规律性,从而进一步翻译成机器可识别的信号。

  描述脑电波的活动过程可能简单,字数也不多,但每一个环节其实都会衍生出大量的尖端技术。换句话说,每一个环节都需要强大的科技做支撑,在这方面但凡有任何突破,于人类而言都是难以言表的美丽画面。

  但脑电波的研究依旧尴尬,这源于人类对大脑的无知。大脑藏在厚厚头盖骨之下,能释放出的信号非常有限。相比于心脏、四肢这些器官活动所释放出的信号,有数量级上的差距,这也注定了可穿戴设备在采集脑电波信号方面的“无能”。而信号又恰恰是脑电波技术应用的根本,要改变目前现状或许有两条路可走:一个是提高可穿戴设备的采集能力;另一个是等着人脑发展,释放出更多更强的电波信号。

  目前看来,两条路都不容易走。

  2

  “人机交互”方式有待革命

  我们已搞明白了脑电波的基本原理,在一些先进的科技展览上和前沿科技公司的实验室里,也时常会出现一些让人兴奋的实验产品。比如德国慕尼黑理工大学及柏林理工大学科研人员研制出的一个连接脑电波仪器的装置,已能让人凭着大脑意志去控制飞机。

  科技的每一次进步固然都是伟大的,但如今脑电波技术仍处于探索阶段,充满失败、嘲笑和尴尬。唯一幸运的是,它赶上了一个媒体发达的时代,才有机会把自己的雏形提前展露出来。

  脑电波的研究逻辑中,第一个步骤就是收集电信号,这需要复杂的设备和运算逻辑。

  目前,一些硅谷的创业公司已经把庞大的脑电波监测设备缩减到一个头戴式耳机的大小。这种进步同PC电脑的发展有异曲同工之妙。而当运算逻辑足够成熟时,脑电波技术应该能在临床上进行脑部疾病的探索,到了那个时代,脑出血可能就跟现在的咳嗽一样,喝点药就能在一个下午的时间内痊愈了。

  而一旦人类对自己的大脑有了更深入了解,就会自行创造出有利于生命存活的环境。事实上,美国波士顿某大学实验室内,科学家已经开始利用“脑电波技术+可穿戴设备”,帮助患者降低心理压力、让心脏跳动变慢,等等。更让人兴奋的是,脑电波技术产生的电流仅仅是安全电流的1%。

  另外,脑电波信号收集最高级的阶段应该是“读心术”的出现。事实上,警察们已经利用相关技术来迫使犯罪嫌疑人招供。试想一下,当大数据完全破解了由人类自身发出的电信号之时,可能世界上就不会再需要有“律师”这个行业了。

  在脑电波研究逻辑中的第二部分,应该就是一场“人机交互”方式的大革命了。比如声控、触摸、按键等。《阿凡达》中的桥段其实是这个逻辑的高级应用。最新实验设计中,可穿戴设备采集的脑电波能够被转化成电脑信号,进行简单的数据运算,再通过Wifi传递给消费电子设备,从而完成各种动作……如果非要给这些实验起一个拉风的名字,它应该就是“意念控制”。

  随着消费类电子技术的发展,家庭中的设备越来越多,消费者正开始讨厌一切都要由双手完成的情景,于是,“Siri语音”控制被看成是下一场人机交互革命。至此,脑电波的未来应用就不只是理论上的革命了。

  3

  只能应用于特殊领域?

  脑电波技术还有另一种尴尬,其注定只能应用于特殊领域,比如医学、审判、航天等。一些可穿戴设备商鼓吹“脑电波改变人类交互方式”的论调目前来看,还显得有点滑稽。首先,人脑信号非常微弱,依托“意念”去完成较复杂的任务还很难,现在的技术能做到让玩具悬浮或者调节手机音量已然很极限了。

  还有,日常生活中,消费者是否真得有必要用“意念”去做这些事情?事实上,在全部的“意念控制”实验中,有一个共同的事实就是要求实验者需要“完全地专注”,甚至“心无杂念地完成脑电波信号的释放”。比如开门这样一些简单动作,交给手指和按键可能“不是什么事儿”,但交给意念控制时,整个过程就需要巨大的能量消耗。人们虽然讨厌用双手完成全部的事情,但真正面临事件,人类的天性或许仍会趋向于用最简单、能量消耗最低的方式去完成——手机的触摸屏比按键更容易操作,于是风靡了;但语音控制太复杂,且对嗓子的压力太大,所以至今只能不温不火。所以意念控制这种“高级”交互动作,普及难度注定会更大。

  总的来说,脑电波技术的研究代表着人类对自己大脑巨大的好奇心,这种好奇心可能会让人类再深层次地“进化1000年”。但从目前的成果来看,脑电波的研究方向最好还是集中于医学临床、测谎等专业领域为好。

专家预测:
10年后家电操控首选意念控制

  [链接]

  根据行业追踪公司国际数据公司(IDC)的数据,可穿戴设备行业今年的发货量料将达到7210万只,较一年前的2640万只增长173%。该行业发货量料将在未来五年实现复合年增长率42.6%,在2019年发货量将达到1.557亿只……其中有一部分可穿戴设备便是用意念控制的。 

  近来,致力于推动技术革新与进步、全球最大的专业技术组织IEEE(电气与电子工程师协会)通过对全球3000多位技术爱好者的调研发现:展望2025年,人们最希望通过“意念控制”技术调控生活中各式各样的电子设备;而智能手机等目前主流的设备控制方式正面临日渐衰落的处境;“无人驾驶”则成为人们未来最向往的驾驶模式。 

  “免持”阶段是必然

  研究人员认为,目前的消费者技术已突破移动设备的束缚,实现了可穿戴形态。下一步,控制技术将进入“免持”阶段——人们可通过脑电波直接操控设备。然而,在物联网时代,无论实体或“免持”技术形态,都会产生大量的数据信息,网络安全系统必须同步跟进才能保障物联网上的企业及个人信息安全。

  本次调研显示,消费者对意念控制设备的需求日益增长。在不远的未来,人们只需要通过脑电波即可轻松打开家门、使用厨房电器、关灯、玩电子游戏……神话故事里的“芝麻开门”或许会成为人们家居生活中习以为常的场景!

  在关于“十年后你希望如何打开家门”的问题上,35%的受访者首选“意念控制”,明显多于选择“指纹识别”、“视网膜扫描”、“手机或移动终端”、“手势识别”、“手动操作”的受访者比例。 

  在关于“十年后你希望如何控制厨房电器”的问题上,35%的受访者选择了“意念控制”;24%选择“手机或移动终端”。当然仍有超过26%的人偏爱手工烹饪。其中,男女受访者比例分别为27%及22%。 

  在关于“十年后你希望如何调控家中的灯光”的问题上,超过1/3的受访者选择了“意念控制”,另有30%的人选择了“手机或移动终端”,27%的人选择了“手势识别”。仅有8%的受访者表示将手动调节灯光。 

  研究人员还发现,对于家居设备控制技术的话题,男女两性之间也“默契十足”。总体而言,本次调查中男女受访者的回答情况非常接近,这表明人们对家居科技的信任与依赖极为普遍。这应该将有利于物联网技术的推广与普及。 

  不过在关于“十年后首选的驾驶方式”的选择上,有近60%的女性受访者仍选择手动驾车,有27%的男性也做出相同选择;但有56%的男性表示愿意体验无人驾驶技术,当然也有12%的女性持相同观点。

  但意大利帕尔马大学计算机工程教授及VisLab创始人Alberto Broggi表示:“凭借科技创新,无人驾驶技术在取得显著进展的同时,也会提高人们对智能生活环境的理解。” 

  “手机控制开门”受冷落

  此次调研结果还显示,对比备受欢迎的意念控制技术,当下主流的手机及移动设备却遭受到“冷落”——仅有不到1/3的受访者表示,愿意在2025年使用手机等移动设备来打开家门并控制厨房设备和灯光。

  这意味着物联网及联网设备的兴起,为可穿戴设备乃至意念控制技术提供空前广阔的发展契机;而手机和移动设备称霸的“巅峰时代”则可能在十年后一去不返。

  Weightless SIG首席执行官William Webb表示:“为了满足用户对无缝连接技术的需求,市场已经开始推出智能手表等兼备手机功能的可穿戴设备。目前用户越来越习惯借助可穿戴设备来完成日程安排。可以预见的是,下一步他们将以更便捷、更高效的意念控制技术替代手持设备。这种转变或将在未来五年首先出现在工业领域,并在未来十年后逐渐在消费者中普及。”

  (爱研)  

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