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脑机接口系统:芯片连大脑可用苹果手机操控

所属栏目: 趣科技    发布时间: 2019/7/18 10:10:35   文章来源:互联网

马斯克的最新发布刷屏了。

这一次,科技狂人马斯克没有发布火箭、卫星、超级高铁,而是为成立两年的初创公司 Neuralink 发布了首款脑机接口产品。

在发布会后答记者问环节,马斯克表示,Neuralink团队已经成功地让一只猴子通过大脑控制电脑。他还透露,明年还有可能进行人类患者临床试验。

看完发布会的不少网友赞叹,这就是现实版《黑客帝国》。

事实上,脑机接口技术并不是一个新概念,这项技术发展到现在,已经逐渐从学术界渗透到创业圈,早已超越科幻,逼近现实,被认为是AI时代的下一个风口。

可与iPhone连接互动

Neuralink,成立于2017年。目标是研发超高带宽的脑机接口系统,实现与人工智能的共存。

现在,马斯克朝着这个伟大目标,向前踏出了一大步。

整个方法,核心一共有三部分。

一是“线”(threads),直径4-6微米,比人的头发丝(约75微米)还要细很多。

与其他脑机接口中使用的材料相比,不仅对大脑损害性更小,而且还能传输更多数据。分布在96个线程上的每个阵列中,能够拥有多达3072个电极。

二是“缝线的机器”。这是一个神经外科机器人(15.350, -0.28, -1.79%),每分钟能够植入六根线。整个过程,特别像缝纫机。

第三,Neuralink还开发了一种定制芯片,来更好地读取,清理和放大来自大脑的信号。

Neuralink计划,在明年第二季度进行人体试验。

现在用小鼠进行的实验,只能通过有线连接的方式传输数据。

但Neuralink表示,他们最终的目标是加入无线系统,现在它已经被集成到“N1传感器”的产品中,芯片尺寸比手指尖还小。

Neuralinky的计划中要植入四个传感器,其中三个位于运动区域,另一个位于感受区域。唯一外置的设备安装在耳后,内含一枚电池。

通过无线连接,你甚至可以与iPhone应用程序互动。

“缝纫机”

Neuralink的科学家希望使用激光束来刺穿头骨,而不是钻孔。

布朗大学开发了一个叫做BrainGate的机械臂系统。BrainGate会依靠犹他阵列,即一系列最多可容纳128个电极通道的坚硬针头来进行手术。

但这个数量的电极通道比预期的要少,这意味着从大脑中获取的数据会变少,并且它也比Neuralink的线更硬。

这对于长期功能来说是一个大问题:大脑在头骨中移动,但阵列的针并不移动,这就会造成伤害。Neuralink尝试使用柔性薄聚合物来解决这个问题。

但Neuralink的技术难度更甚于犹他阵列,因为它非常灵活。为了解决这个问题,研究团队开发了一种每分钟能自动植入六根线(192个电极)的神经外科机器人。

针头是这样的:

它干起活来就像是缝纫机一样:

清新的思路

缝纫机是怎样来的?团队在一篇论文里解释了:

从前那些又足够大、又足以穿进大脑的探针,会引发急性和慢性的损伤和炎症,也对设备本身的寿命、稳定性和产出有影响。

于是,Neuralink想出了一个解决方法,就是把植入设备 (Insertion Device) 和被植入设备 (Implanted Device) 的需求分开满足:

植入工具是越坚硬越好,而被植入的探针是越小越灵活越好。

有了想法之后,团队又证明了这种思路是可行的,并且可以扩展:

他们开发了一个系统,把用薄膜聚合物做的、精细又灵活的探针 (Probes) ,和精细又坚硬的植入针 (Insertion Needle) ,以及一个负责植入的机器人,都整合到一起。

这个系统可以快速且精确地植入探针,每个都是独立瞄准靶点,避开可见的脉管系统,找到各自的目标。这样,可以有效避免大脑出现炎症和损伤。

在Neuralink演示当中,团队展示了一个连接到老鼠大脑中的系统,这个系统能从1500个电极中读取信息,比现有的嵌入人体的系统好15倍。这使它拥有了科学研究或医学应用的价值。

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