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人车合一?脑机接口技术能否让科幻成为现实

TOM    2021-07-02 14:53

在经典科幻电影《黑客帝国》中,主角们的大脑通过线缆与电脑连接后,就可以凭意识畅游虚拟世界。电影《阿丽塔:战斗天使》中,半机械人通过脑神经与电子装置对接,实现意识自由的控制整个机械躯体。我们还以为这些电影大片描绘的科幻场景只能出现在荧幕前时,脑机接口技术已经在世界顶级的实验室中实现了很多不可思议的成果,比如,意念打字、意识互通、人工耳蜗等。那么,脑机接口技术(BCI)能否在无人驾驶领域带来革命性变化?

人车合一?脑机接口技术能否让科幻成为现实
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人车合一?脑机接口技术能否让科幻成为现实

对此,清华大学医学院脑-机接口研究方向博士张罡在最新一期《懂车Talks》节目中表示:“在无人驾驶的时代,通过脑机接口的技术,车辆就不再只是一个简单的工具,而是能够成为人们的知心伴侣,更好的为人们服务。然而脑控车技术是一个很难的技术,目前这项技术尚处在积累的阶段,又面临很多科学问题。人类科技进步的速度无法预测,我们要享受科技,未来可期。”

演讲全文

大家好。

我是懂车talk的讲者张罡。我的研究方向是脑机接口对无人车辆的驾驶控制。在过去的研究中,我与国防科大北方工业等高校和企业合作,研究脑机接口对无人车辆的控制,这是一个什么样的研究呢?其实对大家来说一点也不陌生,比如我们看到有很多影视剧中,中国古代的修仙故事,那么人可以通过意识来控制飞剑,那这样的一个技术就是脑机接口。那么还有一些科幻电影,比如像黑客帝国,那么人在通过脑机接口的这样的一个技术,可以在一个虚幻的梦境中去干很多的事情。

解放双手,脑机接口技术提供更多出行可能

那么什么是脑机接口技术呢?它的专业名词叫做BCI brain computer interface,还有一个专业名词叫BMI:Brain machine interface。这样的技术实际上就是建立起大脑与外界设备的一个通讯。那么通过这个技术就可以直接将大脑的意识信号传递给我们周边的设备来进行控制,是不是听起来挺科幻的。

目前研究脑机接口技术有两种大的方向,一种是通过植入式的脑机接口,另外一种是通过穿戴式的脑机接口,马斯克的neurallink公司所做的就是植入式的脑机接口,我们实验室主要做的是穿戴的这个方向,早在2002年,我们就通过穿戴式的脑机接口实现了对外部设备的控制。

为什么要研究脑机接口对无人车辆驾驶这样的一个题目呢。北京联合大学有一个特教学院,这里有个学生叫做曹兆昱,他4岁就患上了先天重症肌无力,行动很不方便,这样的学生,他们一生中有很多事情都是无法实现的。比如说开车,那我想在人工智能的时代,在无人驾驶的时代,通过脑机接口的技术,可以使得像他这样的学生能够驾驶汽车更好的生活。实现无障碍的开车,通过用户身上的传感器可以随时了解用户的用车需求,用意念就可以把汽车召唤到自己的身边,听起来是不是有点像《 x战警》里面的教授,人坐在车里,只需要通过脑袋里那些看不见摸不着的意念就能够控制自己的交通工具。当脑机接口控车技术实现的时候,车辆就不再只是一个简单的工具,而是能够成为人们的知心伴侣,更好的为人们服务。我想这种电影里才有的奇迹,有一天会来到我们的生活。

很多人一听到这个课题的第一反应,都是我们有必要上升到用意念控车吗?除了对特殊人群这样的技术究竟有什么样的意义呢?试想一下,在开车的时候,我们是否有过昏昏欲睡的经历,是否有过在停车场忘了车停在哪的尴尬。那么这些问题在实现脑机接口控车的技术之后都 不是问题。实现驾驶中解放人的双手双脚,使得人在驾驶过程中能够有时间去干更多其他的事情。通过安装在头部的传感器,可以轻易的获取人的用户状态,进而判断你的指令是否正确,避免安全事故。为用户提供更舒适的驾乘环境。在这种技术加持下,车辆将不再只是工具,而是一个能够读懂你的伙伴。当你需要车辆的时候,车就会随时随地出现在你的面前。在开车的时候也只需要通过脑选择你想去的地方,就可以安心的做其他事情。如果在途中有停车或改变路径的需求,也只需要动动脑就可以了。

未来已来,脑控车技术走进现实只是时间问题

意念控车的原理是什么呢?首先我们要通过脑机接口的采集设备来获取人的脑电信号,这个设备可以像一顶帽子,或者是一个首饰,也可以是一个像纽扣一样的植入设备,获取的数据通过无线传输可以传输到我们的汽车的驾驶芯片,也就是汽车的大脑。那么汽车通过判断人的这个驾驶指令是否合法,是否符合驾驶规则,然后再执行人的这个驾驶指令。

意念控车的技术发展情况如何呢?早在2011年柏林自由大学的autonomous项目,就公开展示了基于想象运动的控车实验。2012年我的导师高小榕教授和清华大学信息学院的孙富春教授,合作开展了脑控无人车的研究,南开大学、北京理工大学等在2015年也开展了脑控车的实验。

目前脑控车的实现方法有通过想象运动,稳态诱发 ,p300,等方式实现。比如想象运动是通过人想象左手和右手,左脚或者右脚。那我只需要想象一下,我使用左手或右手就可以实现车辆的左拐右拐。而稳态诱发是通过一个视觉刺激的按钮,那这种按钮可以做在人的眼镜里面,也可以做在你的屏玻璃上。那么当人们注意力集中在这个目标的时候,就会诱发出大脑的运动信号。就可以知道用户看到哪些按钮,从而识别出人的意图。

脑控车技术是一个很难的技术。目前这项技术尚处在积累的阶段,又面临很多科学问题,比如脑机接口如何在车辆驾驶的复杂环境下应用,如何提高脑控车技术的可靠性?脑控车时人与车的智慧如何融合等等问题。

从汽车行业来看,日产曾经在2019年的广州车展上做出了brain to vechicle的展示,这是一项提高人驾驶过程中反应速度的技术。通过获取大脑信号更快的将驾驶信息传输到车辆,使得车辆更快的做出反应。在其他领域,马斯克的neurallink公司今年发布的猴子可以通过意念玩游戏,并获取香蕉沙冰的奖励这样的一个简单实验。虽然它只是对初创的BCI实验的一个致敬,但所展示出来的技术是不容小觑的。

几个月的植入时间,稳定的传输,通过将电极芯片植入颅骨,减少排异反应,足够微小的植入设备,获取足够好的脑电数据。这一系列的创新和解决问题的思路是值得我们学习的。Neurallink明年将在人身上做实验,马斯克名下有很多的科技公司,其中最出名的就是特斯拉无人驾驶电动汽车的生产企业。将脑机接口应用于无人车的驾驶,也只是时间的问题。

由于脑控车技术需要获取人的脑电信号,因此在业内普遍存在另一种声音。这些脑电数据是否涉及人的隐私和伦理问题?当我们在得到这些数据的时候,在使用这些数据的时候,当我们的意识被读取的时候,我们的隐私能否还被保护,这些隐私的数据又如何保护?对于目前的脑机接口技术来说,还没有可能实现对人大脑的控制,所以大家暂时还无需担心我们被机器控制的问题。

有人问这项技术离我们究竟有多远?我无法预测人类科技进步的速度,但我认为部分技术可能很快会应用到车辆驾驶中,比如说通过视觉刺激的菜单可以实现无障碍的车辆驾驶的交互。疲劳驾驶检测可能出现在货运行业避免疲劳驾驶,通过脑电波获取驾驶者的情绪,从而判断人的驾驶指令是否合理等等。脑机接口技术的广泛应用,我认为它将在无人驾驶实现之后实现对车的控制,也就是在2035年之后,在之后的五到十年,也就是2045年之后,用意念控制汽车将广泛出现在我们的生活中。

享受科技,未来可期。以上就是我今天的分享,希望能带给大家一些思考,谢谢。

 

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责任编辑: WY-BD

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