作為世界級的科技巨頭，谷歌的很多布局都在不斷突破人類對未來的想象。

2013年，谷歌收購了8家機(jī)器人公司押注機(jī)器人賽道，其中就包括波士頓動力，之后推出的四足機(jī)器人“Big Dog”、人型機(jī)器人“Atlas”以及豹機(jī)器人“Cheetah”等，猶如是從科幻片中走出來的機(jī)械生物，每次露面都讓人類震驚不已；2014年Google Deep Mind開發(fā)出人工智能圍棋軟件AlphaGo，被視為AI研究里程碑事件，它完勝了李世石、柯潔等圍棋頂尖職業(yè)棋手，掀起全球AI應(yīng)用浪潮；Google旗下還有一家生物科技公司Calico，致力于研究對抗癌癥、衰老等相關(guān)疾病及延長壽命的黑科技，從基因?qū)用嫣剿鳌伴L生不老”。

現(xiàn)在，谷歌又有新動作，它聯(lián)合了一家由華人科學(xué)家創(chuàng)辦的公司BrainCo（強(qiáng)腦科技），以及納斯達(dá)克上市教育公司Vasta Platform（Somos），推出了一種黑科技教育方案。

這是一套基于先進(jìn)腦機(jī)接口技術(shù)、促進(jìn)課堂教學(xué)的教育科技產(chǎn)品，其中用到的非侵入式腦機(jī)接口設(shè)備由Brain Co提供，結(jié)合Somos與BrainCo聯(lián)合編制的課程內(nèi)容，搭配谷歌Chromebook筆記本電腦即可使用。

據(jù)了解，這套腦機(jī)接口產(chǎn)品已實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，且面對諸多C端用戶，腦機(jī)接口時代真的已經(jīng)到來了么？

角逐腦機(jī)時代

“馬斯克用腦機(jī)接口技術(shù)在豬大腦上做實(shí)驗，在業(yè)內(nèi)人士看來其實(shí)一點(diǎn)也不驚奇。早在20多年前，科學(xué)家們就開始在猴子身上做實(shí)驗，而且比Neuralink現(xiàn)在的測試要復(fù)雜很多，腦科學(xué)的相關(guān)機(jī)理，那時候就已經(jīng)驗證了?！贬槍?020年8月馬斯克的腦機(jī)接口公司Neuralink展示在豬腦上植入芯片、實(shí)時讀取豬腦活動信號的進(jìn)展，BrainCo創(chuàng)始人兼CEO韓璧丞如此評價。

科學(xué)家們對腦機(jī)接口的研究已持續(xù)了超過30年，自20世紀(jì)90年代中期以來，在實(shí)驗中摸索出來的腦科學(xué)知識得到快速增長，多年來在動物實(shí)驗的實(shí)踐基礎(chǔ)上，應(yīng)用于人體的植入設(shè)備或者穿戴設(shè)備被設(shè)計制造出來，用于恢復(fù)損傷的聽覺、視覺或肢體運(yùn)動能力。

簡單理解，腦機(jī)接口技術(shù)就是在人腦、動物腦與外部設(shè)備之間建立一種連接通路，允許大腦和外部設(shè)備進(jìn)行雙向信息交換。

谷歌教育聯(lián)合BrainCo推出的產(chǎn)品

腦機(jī)接口猴子實(shí)驗

這個領(lǐng)域中，里程碑式的事件有不少。1999年，哈佛大學(xué)的Phillip Kennedy研究團(tuán)隊就在實(shí)驗中，通過解碼貓的丘腦外側(cè)膝狀體內(nèi)的神經(jīng)元放電信息來重建視覺圖像，他們記錄了177個神經(jīng)元的脈沖序列，使用濾波的方法重建了向貓播放的八段視頻，從重建的結(jié)果中可以看到可辨認(rèn)的物體和場景。

后來，美國杜克大學(xué)的Miguel Nicolelis團(tuán)隊成為用覆蓋廣大皮層區(qū)域的電極來提取神經(jīng)信號、驅(qū)動腦機(jī)接口的代表。他們在1990年代完成在大鼠的初步研究后，之后開始在猴子身上做實(shí)驗，到2000年，Nicolelis的研究組成功實(shí)現(xiàn)猴子通過腦機(jī)接口設(shè)備操控機(jī)械臂抓取食物的實(shí)驗，研究發(fā)表在《自然》上。

2016年12月，美國明尼蘇達(dá)大學(xué)的Bin He團(tuán)隊讓普通人在沒有植入大腦電極的情況下，用腦機(jī)接口實(shí)現(xiàn)物體控制，包括操縱機(jī)器臂抓取放置物體和控制飛行器等。

腦機(jī)接口用于癱瘓病人實(shí)現(xiàn)操控機(jī)械臂

腦機(jī)接口還能用于“打字”

2017年2月，斯坦福大學(xué)電氣工程教授KrishnaShenoy和神經(jīng)外科教授 JaimieHenderson讓三名癱瘓者通過腦機(jī)接口控制電腦屏幕的光標(biāo)，在屏幕上輸出了他們想說的話，其中一名患者可以平均每分鐘輸入39個字母。

中國的腦機(jī)接口起步稍晚，但追趕速度迅猛。2020年，浙江大學(xué)完成了國內(nèi)首例植入式腦機(jī)接口臨床轉(zhuǎn)化研究，患者可以利用大腦皮層信號精準(zhǔn)控制外部機(jī)械臂與機(jī)械手；上海交大已研發(fā)出非侵入式設(shè)備輔助中風(fēng)患者進(jìn)行手部的康復(fù)訓(xùn)練；西安交通大學(xué)使用腦機(jī)接口技術(shù)成功使一位高位截癱失語患者“開聲”。

經(jīng)過數(shù)十年的探索歷程，腦機(jī)接口已然進(jìn)入技術(shù)和產(chǎn)業(yè)融合的爆發(fā)期，當(dāng)前頗有百家爭鳴之勢。

從實(shí)驗室到商業(yè)產(chǎn)品

雖然各家腦機(jī)接口實(shí)驗披露的進(jìn)展吊足了大眾的好奇心，但對于普通人來說，似乎很難接觸到隨時可用的腦機(jī)接口設(shè)備，并體驗使用樂趣。

BrainRobotics智能仿生手

然而，韓璧丞聚集哈佛教授、哈佛腦科學(xué)中心以及麻省理工學(xué)院的多位科學(xué)家共同創(chuàng)立的BrainCo，在商業(yè)化層面卻做到了這一點(diǎn)。

他們的團(tuán)隊基于腦科學(xué)研究與腦機(jī)接口技術(shù)，針對殘疾人創(chuàng)造了BrainRobotics智能假肢，利用這款智能機(jī)械假肢，肢殘人士不僅能夠在日常生活中抓取物品，甚至也能去玩攀巖；他們還開發(fā)了腦電讀取設(shè)備，據(jù)了解，其腦電信號的讀取達(dá)到了醫(yī)療級精度，這讓腦機(jī)接口黑科技民用化普及邁入新階段。

談及商業(yè)化進(jìn)展，韓璧丞比較欣慰：“在腦機(jī)接口行業(yè)，真正意義上能實(shí)現(xiàn)上萬臺產(chǎn)品量產(chǎn)的腦機(jī)接口公司屈指可數(shù)，我們便是其中一家?！?/p>

不少其他腦機(jī)接口項目商業(yè)化之所以難，其實(shí)有很多技術(shù)性的阻礙。據(jù)韓璧丞介紹，腦機(jī)接口技術(shù)中最大的基礎(chǔ)難點(diǎn)是對腦信號的采集和解析，因為腦電信號是微伏級的、非常微弱的信號，很容易受到外界干擾?？蒲腥藛T能通過專業(yè)設(shè)備讀取到的腦電信號，其實(shí)已經(jīng)被放大了數(shù)萬倍。

如果是在實(shí)驗室中，嚴(yán)格控制實(shí)驗條件就有可能采集到比較好的信號；但要在日常生活中去精確讀取腦電信號就非常具有挑戰(zhàn)性。

比如說在實(shí)驗室中常見的腦電波測定方式就非常讓人不舒服，需要給人戴上安裝著幾十個或者上百個電極的電極帽，并涂抹上導(dǎo)電膏，使電極與頭皮緊密地連接在一起。

“這種導(dǎo)電膏是像牙膏一樣的化學(xué)導(dǎo)電介質(zhì)，在日常生活中，用戶不能每次都使用這種東西。所以我們公司在很多年前其實(shí)在做材料學(xué)的突破，目的就是讓腦機(jī)接口產(chǎn)品能夠更廣泛地使用，來擴(kuò)大它的數(shù)據(jù)量，而且我們團(tuán)隊聚集了美國做腦機(jī)接口最強(qiáng)的一批人才?！表n璧丞表示，這也是為什么BrainCo能領(lǐng)先同行、較快推出量產(chǎn)產(chǎn)品的核心競爭力所在。

常見的腦機(jī)接口頭套

BrainCo的Focus專注力訓(xùn)練設(shè)備設(shè)計很簡潔，重量不到90克，易于佩戴，讓普通人對腦機(jī)接口設(shè)備有了新的認(rèn)知。

產(chǎn)品都量產(chǎn)了，會很快被市場競爭者復(fù)制么？韓璧丞并沒有此類擔(dān)憂，究其原因，其一是建立這套腦機(jī)接口整個的算法框架，實(shí)現(xiàn)整個制造體系，BrainCo團(tuán)隊前期花了大概六七年時間，并不容易被輕易趕超；其二，腦機(jī)接口用到的核心材料，是一種自主研發(fā)的特殊材料，這一塊其實(shí)也很難被人去仿制；第三，整套生產(chǎn)車間和產(chǎn)品研發(fā)方案，有很多核心的步驟和環(huán)節(jié)處于嚴(yán)格保密狀態(tài)。

放眼未來5～10年的規(guī)劃，韓璧丞透露，BrainCo正在推進(jìn)“一條縱線和一條橫線”的發(fā)展戰(zhàn)略，縱線的內(nèi)涵，即是不斷深入解析人類大腦信號，以更清楚更好地了解人類大腦科學(xué)。

BrainCo腦機(jī)接口穿戴設(shè)備Focus

而橫線則意味著團(tuán)隊會根據(jù)當(dāng)下能實(shí)現(xiàn)的技術(shù)程度，去集中解決市場中一些切實(shí)問題，比如讓孩子們提高學(xué)習(xí)效率和注意力的問題，讓殘疾人和中風(fēng)患者恢復(fù)行動溝通能力，在解決自閉癥，老年癡呆以及失眠等方向，都會陸續(xù)推出基于腦機(jī)接口的解決方案，商業(yè)模式方面，主要會通過B2B2C的方式進(jìn)行落地。

BrainCo近期與谷歌在教育領(lǐng)域的腦機(jī)接口產(chǎn)品合作，就是著眼于利用神經(jīng)反饋訓(xùn)練，幫助自閉癥、多動癥兒童回歸到正常學(xué)習(xí)生活，也能讓普通學(xué)生提高其專注力，加強(qiáng)學(xué)習(xí)能力。

更早之前，這種方法還在美國宇航局（NASA）用來訓(xùn)練宇航員，也曾與意大利著名的方程式訓(xùn)練集團(tuán)Formula Medicine合作訓(xùn)練賽車手，以及為職業(yè)運(yùn)動員、電競團(tuán)隊等提供輔助訓(xùn)練，能夠有效改善選手們的焦點(diǎn)和注意力控制，讓他們在比賽或任務(wù)中發(fā)揮最佳狀態(tài)。

BrainCo的新一代產(chǎn)品

兩套技術(shù)，兩種思路

2020年，馬斯克的Neuralink腦機(jī)接口在大腦中植入芯片的高調(diào)演示，在社會上引起廣泛關(guān)注及擔(dān)憂，這引發(fā)了人們對兩種不同技術(shù)路徑的思考，到底是侵入式的技術(shù)代表未來，還是非侵入式的技術(shù)會成為主流？

韓璧丞認(rèn)為，侵入式方法的好處是其采集的信號非常精確，但缺點(diǎn)也很明顯，它對大腦存在一定的破壞性，無論是微創(chuàng)還是開顱手術(shù)，本身都具有相當(dāng)?shù)娘L(fēng)險，長期使用還有感染的可能；而非侵入式方案，只需要佩戴上設(shè)備即可，但挑戰(zhàn)就是信號采集如何實(shí)現(xiàn)較好的準(zhǔn)確度。

全世界做腦機(jī)接口的實(shí)驗室已有上百個，其中一大半是在做非侵入式的，只有一小部分在做侵入式。侵入式有助于解決極重度病人的交互問題，但對于大多數(shù)普通人來說，如果是偏日常生活中的應(yīng)用，非侵入式是較好的選擇。

侵入式電極和微芯片，可能會對大腦神經(jīng)造成一定的損傷：在大腦中植入電極后，周圍的膠質(zhì)細(xì)胞會逐漸將電極包裹起來，電極監(jiān)測到的神經(jīng)元活動會越來越少，時間一長，電極監(jiān)測不到神經(jīng)元活動后還需要取出更換新的植入式器件，如果出現(xiàn)故障也不好進(jìn)行及時維護(hù)，畢竟是要在腦殼里動工。

“腦機(jī)接口是一個比較寬泛的技術(shù)概念，具體到每個團(tuán)隊可能做的技術(shù)方向會有些區(qū)別，比如有的偏疾病輔助治療，有的偏交互，有的偏解析和檢測，我們現(xiàn)在做的是偏控制和解析方面。”韓璧丞表示。

關(guān)于腦機(jī)接口未來的技術(shù)變量，韓璧丞認(rèn)為隨著數(shù)據(jù)采集的增加，科學(xué)家們可以更好地理解人類的大腦活動，但前提是能夠有一種簡單的、能標(biāo)準(zhǔn)化采集腦電信號的設(shè)備，這就是BrainCo在做的事情。

“我們的使命是要通過技術(shù)設(shè)備升級來更好地了解人類大腦，然后去幫助那些迫切需要腦機(jī)接口輔助的人們。未來，腦機(jī)接口將會有更好的交互，更好的材料，更好的外觀，例如針對教育的產(chǎn)品，可能讓它有更顯著的效果，整個使用訓(xùn)練流程也會更加簡便，這些都是需要不斷改進(jìn)的方向?！?/p>

雖然概念正在市場中迅速變熱，但在韓璧丞看來，腦機(jī)接口技術(shù)并不是多么科幻的噱頭，而是需要接棒前人的基礎(chǔ)研究，腳踏實(shí)地把當(dāng)下的研究一步步深化，讓研究成果普惠每個人。

未來，就在當(dāng)下的點(diǎn)滴改進(jìn)中得以實(shí)現(xiàn)。