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攻克尖端展宏图
4月18-19日,全球最大社交媒体美国脸书公司（Facebook）在加利福尼亚州圣何塞举行2017年F8开发者大会.与会者达2600多人,可分享的资讯包括Messenger聊天机器人、脸书360和动动大头贴等共12项产品与服务.其中Messenger聊天机器人会在辨识客户需求后直接与之互动,提供的讯息不但包括天气和交通状况等自动订阅内容,而且还有客制化的资讯,如收据、送货通知以及即时自动回复功能等.Messenger的传送和接收应用程序界面不再限用文字讯息,图片以及召唤行动的互动泡泡未来也可借由传送、接收API使用.
在大会上,脸书创始人兼首席执行官马克·扎克伯格公布了公司未来十年的发展愿景,致力于创建集交流、虚拟现实和购物于一身的全球性系统,向用户提供最新的人工智能和最完美的虚拟现实硬件产品,
2016年4 月,脸书组建了神秘的“Building 8”研发团队,不惜重金寻找开发“新型非侵入性神经成像技术”并创造“逼真和身临其境的触觉体验”的工程师.神经影像学是一个先进的科学领域,使用各种技术来扫描和理解人类大脑中发生的事情.研发团队的60多名科学家和工程师大多来自摩托罗拉、特斯拉、苹果和亚马逊等知名公司,算得上是科技界的“全明星”.在“Building 8”,每个技术项目都有一位享有盛名的科学家担任领队.掌管“Building 8”的负责人雷吉娜·杜甘此前曾在谷歌负责类似部门,并曾担任美国国防部高级研究计划局（DARPA）局长.Building 8的设置模仿20世纪50年代成立的DARPA,它的研究成果包括互联网和小型化的GPS接收机.
在年度F8开发者大会上发表的演讲中,雷吉娜披露了脑电波“读心术”和触摸式“交谈”通信计划,包括“意念打字”和“皮肤听声”两个尖端项目.Building 8不是想做什么都行的随机创意工厂,也不会进行随机的技术演示,而是要把它变成实际产品,并且发挥作用.Building 8如果能成功地推出一流的硬件产品,将有助于脸书的业务多元化,摆脱对广告收入的依赖.
“倘若不使用声音和双手,人类如何进行交互?解决方案就是依靠脑电波交流,Building 8进行的就是人与人之间沟通方式革命的实验.专家们正在努力创造大脑和计算机的接口,这对虚拟现实技术和增强现实技术项目非常关键,因为输入问题已经成为巨大的挑战.”脸书首席技术官迈克·斯科洛普夫指出,“大脑与计算机交互技术有着难以估量的应用潜力,虽然可能涉及隐私问题,但是我对它们的前景感到非常乐观.”
“意念打字”真神奇
“意念打字”指在大脑的语言中枢直接“阅读”思维,并将之转化成文字信息.科学家将其称为“脑机语音文本界面”,在用户无需讲话或手动输入的情况下,把大脑中的想法直接展示在计算机屏幕中.最终脑机界面可以让人们用意识,而不是通过屏幕或控制器来控制增强现实和虚拟现实体验.这种增强现实版的“大脑鼠标”（可以让你点击二进制的“是”或“不是”）很可能会产生颠覆性的影响,实现直接的“大脑—文本”输入.虽然可能有很长的路要走,但这样的产品将代表信息处理技术的一个重大飞跃,并会让脸书这个世界上最大的社交网络走在技术和科学交汇点的最前沿.
6个月前,“Building 8”已经开始启动这个项目.研发团队与哈佛大学、普林斯顿大学、加州大学旧金山分校、加州大学伯克利分校、约翰霍普金斯医学院、约翰霍普金斯大学应用物理实验室和圣路易斯华盛顿医学院等17家大学签署合作协议.现在很多专门从事认知语言、大脑图像系统、机器学习语音解码、光学神经成像系统和神经假肢的科学家、工程师和系统集成开发师都参与“Building 8”,一起构建先进的光学神经成像系统.
我们的大脑每秒钟可处理1TP（1024GB）的资料量,相当于4部高清电影的流量,但问题在于人脑的运算速度和人类的沟通效率之间存在很大的差异.当我们用说话这种最常用的沟通方式表达信息时,就相当于使用20世纪80年代的调制解调器传输信号播放电影一样慢.“Building 8”正在开发无需通过外科手术植入电极的系统,借助“非侵入式传感器”实现用人脑控制电脑打字,研制出能够大批量制造的可佩戴的科技产品.
“Building 8”计划在未来两年内研发出一种“无声语音”软件,能够解码一个人想说的单词并以每分钟100个单词的速度即时传输至电脑.速度比目前在智能手机的触屏上敲出这些单词的速度快4倍.这项科技不是随机解码人脑的思维,人们可以自行选择想要分享的想法来进行解码.科学家希望这些系统能够把设备与经过改进的软件结合起来,解码脑波并将之“翻译”成指令,让人造器官活动或者让“植物人”具有沟通能力.
迄今为止,所进行的试验通常需要一些沉重的设备以及进行外科手术来在患者的大脑中植入电极或者芯片.目前市场上已经有外部的大脑控制技术,但相较而言太简单了,要达到这样的结果需要在人脑中植入芯片.现如今的脑电图可以控制大脑中的电脉冲,但只能用于非常基础的输出,比如在电脑屏幕上上下移动一个点.
2月份公布的一份临床报告表明,加州斯坦福大学的一些研究人员就使用了这种方法.三名脊髓受伤或患肌萎缩侧索硬化症的瘫痪人士通过虚拟键盘敲出单词,植入他们大脑的电极记录其运动皮层发出的信号,并通过缆线传输至一台电脑上.其中一名参与者成功地每分钟“写出”大约8个单词.克里希纳·谢诺伊教授是这项研究的发起人之一,他预测从现在开始的5～10年内,能够在患者体内植入可以全天候使用、无需医疗辅助的无线系统.
在初始阶段,“意念打字”项目需要新科技来探测脑电波.用新的“非侵入式传感器”代替侵入性手术,确保以更快的速度检测大脑的活动,每秒钟的测试达到成百上千次,精确到毫米而且没有信号失真.但是脸书目前还没有这样的技术,需要构建另一项新的传感器技术.约翰霍普金斯大学的神经生物学教授马克·切维莱特是该项目的主要负责人之一,他解释道：“我们的工作重点是利用光去检测从大脑皮层发出的神经信号,其技术原理与目前的功能性近红外光谱仪检测大脑活动相似.在语言解码上,植入式设备目前也只有约40%至50%的准确度.”
“皮肤听声”多奥妙
雷吉娜提到的另一个项目是发展基于触摸的通信能力,通过皮肤获取语言信息,与人交流.Building 8正在建立相关硬件和软件的原型,让人类的皮肤模仿耳朵中的耳蜗,将声音转换为特定的频率,发送到大脑并解码.这项技术可以让聋哑人不用耳朵就能基本听到所有的声音.这一系统类似于布莱叶盲文点读法,即目前被盲人和视障人士广泛学习使用的六点盲文,用在皮肤上的压力点传递信息.科学家表示,这种将语言传递到皮肤上的方法可以让人们区分大约100个单词.另外,他们还在研究通过压力和温度等非语言信号来传递语言信息,最终实现不用拿出手机就能接收到信息.
在年度F8开发者大会上,雷吉娜播放的视频显示,一个工程师团队通过使用调谐到16个频段的执行器系统,展示了通过皮肤进行的聽觉实验.工程师弗朗西斯的胳膊上佩戴着电子设备,另一名工程师弗雷迪使用计算机程序把压力信号传送至前者的手臂,下达了“拿起一个黑色锥子”的指令.弗朗西斯通过这款可穿戴设备,成功地接收到振动并完成了这一动作.
雷吉娜强调道,“这项技术的目的是打破语言障碍,帮助那些既不能阅读也不能写字的人更好地交流.届时,人们不用说话和写字就能通过类似可穿戴设备这样的工具直接交流了.”
在另一个视频中,实验人员选择特定信号“白色”,发送给植入了皮肤传感器的志愿者.对方马上就“听到”了,正确地选出白色.信息复杂度一点点递增,最后到“丢”“白色”“球”三个信号混杂在一起,同样也被志愿者准确地理解了.
对听力有障碍的人来说,这真是天大的“福音”.不用戴助听器,不用植入又难看又麻烦的人工耳蜗,直接把人全身上下都覆盖着的皮肤当成传感器,通过特殊的硬件和软件将声音转化为信号传输给大脑,从而恢复听觉,真的让人难以置信.
“如果把这些东西凑在一起,那么在不远的将来,当我用中文思考时,你或许就可以立刻用西班牙语感受到.”雷吉娜在演讲中称,“世界各地有7.8亿无法阅读或书写但却能够思考和感受的人,这将为他们赋予巨大的能量.”
编辑：成韵 chengyunpipi@126.com
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