【科技.未來】人腦接駁電腦 將通往怎樣的未來?

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上周,物理學權威霍金(Stephen Hawking)的遺作《大問小答》(Brief Answers to the Big Questions)出版,書中對人工智能、基因編輯和超人類的憂慮力透紙背。另一邊廂,科技界如企業家馬斯克(Elon Musk)、Facebook,以及美國國防部等,正努力研發另一種超人類技術:以人腦接駁電腦成腦機介面(Brain-Computer Interface,BCI)。近日更有科學家試圖讓人腦間直接溝通。駁上電腦,人類將突破什麼界限和禁忌?

在2014年巴西世界盃開幕禮上,除了主辦國當家球星尼馬(Neymar)之外,另一位穿上巴西10號球衣的Juliano Pinto也備受矚目:半身不遂的他將主持開球禮。他透過腦機介面控制外骨骼(exoskeleton),右腳輕輕一射,為該屆世界盃揭幕。

所謂腦機介面(Brain-Computer Interface,BCI),一般是把人腦以侵入(例如腦部連接電極)或非侵入方式(例如腦電圖,EEG)連接電腦,以達到單憑思想控制機器,甚至心靈感應、改善認知能力等。一些傷殘人士已經受惠於這種技術。美國醫生William F. House在1961年發明的人工耳蝸可能是最早的「腦機介面」,該儀器把聲音轉成電流刺激,令病人重獲「聽覺」;多倫多大學神經科醫生Andres Lozano曾以深層腦刺激減緩阿茲海默症病人認知退化;2012年,四肢癱瘓的Jan Scheuermann在電視節目《60分鐘時事雜誌》中以腦機介面控制機械臂,餵自己吃朱古力。

腦機介面大致原理及潛在應用

然而,對於科技界人士如企業家馬斯克(Elon Musk)來說,腦機介面絕對不止於義肢之類,僅由人腦單向控制機器。馬斯克要的是雙向互動的腦機介面,接駁後令人更聰明、提升記憶、改善決策,最終令人腦延伸。

接駁AI增強認知

馬斯克這種願景來自於人工智能(AI)的崛起,他和霍金可能是近年最頻繁地對人工智能表示憂慮的科學家。2014年,他曾把人工智能工程師比作「召喚惡魔的人」,翌年還聯署警告人工智能軍事競賽的危機,去年更對美國政府表示「人工智能威脅人類存亡」。

【科技.未來】追趕技術奇點 馬斯克:人腦要接駁AI 

至於霍金,在後人為他整理的新書中,再次表達了對人工智能的擔憂:「簡單來說,超級聰明的人工智能將只會是人類歷來最好或最壞的事情。人工智能真正的危機不在於它會惡意傷害我們,而是它高超的能力。一個超級聰明的人工智能將會極度擅於達成目標,而如果它的目標與我們不同,我們將會十分麻煩。你可能不是一個心腸惡毒、會出於憎恨而踩死螞蟻的人,而如果你是一個綠能水電計劃的負責人,該區的蟻丘將被淹沒,對螞蟻實屬不幸。那就不要把人類置於螞蟻的位置。」

霍金在新書中,再次憂慮人工智能如何危害人類。(視覺中國)

曾在2016年代表超人類主義黨參與美國總統選舉的Zoltan Istvan曾向《衛報》解釋,為何腦機介面就是應對人工智能崛起的唯一出路:「若我們的思想能直接接駁機器,現時超級電腦每秒已可執行200,000兆運算,這將帶領人類通往什麼未來?超人類者認為未來將達到奇點(singularity)時刻,大約在2045年,人類大腦將無法理解按指數級進化的機器智能。就像螻蟻試圖理解人類一樣,智人(homo sapiens)不會理解過於聰明的人工智能。人類要留在食物鏈頂端的唯一辦法就是與人工智能融合,將我們的思想和整個人格都上載其中。」

他續說:「這種未來,有時被稱為蜂巢思維(hivemind),因為人人都將嵌入於人工智能中,並彼此融合。要好過機械人,我們就要擊敗他們,也意味着要融入他們。生物實在太過局限,無法讓我們持續保持競爭力。」

馬斯克一方面創辦了OpenAI,另一方面,成立Neuralink,研究把人腦以數十億極微細的電極連接至雲端人工智能。(資料圖片/The Artificial Intelligence Channel影片截圖)

這種觀點與馬斯克近年在不同場合的說法十分貼近。他還害怕人工智能只屬於一間公司或少數人所有。他在一次訪問中說:「我認為那是十分危險的,它可能會被壞人如邪惡的獨裁者或國家派特務盜取。若你有極強的人工智能,情況將不太穩定……我想最好的方法是把人工智能技術普及化。」

為此,馬斯克一方面創辦了OpenAI,把人工智能技術開源予大眾。另一方面,他於去年4月成立的公司Neuralink正研究名為neural lace的技術,把人腦以數十億極微細的電極連接至雲端人工智能,可上、下載思想,未來讓人人都有能力對抗任何集中、邪惡的人工智能。

Neuralink的公司名字,是凱斯西儲大學(Case Western Reserve University)的BCI專家Pedram Mohseni教授賣給馬斯克的。對於馬斯克的想法,他解釋:「馬斯克要增強人類認知的對象是那些健全的人,因為他害怕人工智能和電腦最終會比製造電腦的人更聰明。他希望直接接駁到人腦讀取所思所想,繞過現有的低頻寬機制,例如以說話、打字等表達想法。這仍是天馬行空的想法,但馬斯克有資格談論這些想法。」

馬斯克創立腦機介面公司BCI,應對他認為充滿潛在危機的人工智能。圖為法國GIPSA實驗室試驗腦機介面。(視覺中國)

怎樣煉成未來戰士

對抗人工智能並非增強人類認知能力的唯一目的,例如美國國防高等研究計劃署(DARPA)本身就有「正當」的理由。在2014年創立的Biological Technologies Office(BTO),是DARPA六個主要部門之中最新的一個,目標是以各種方式,特別是神經科學,復原或維持士兵能力。例如其中的Restoring Active Memory計劃就發展了神經義肢,即植入到腦組織的微小電子元件,希望可治療創傷性腦損傷。

BTO總監Justin Sanchez指出,人機介面可作為另類學習方式:「學校最基本的形式,就是我們作為社會發展出來的一種技術,幫助提升人腦。與之不同,神經科技則以其他工具和技術幫助人腦功能發展至最佳。」

其中一種技術可見於一項威克森林大學(Wake Forrest University)、南加州大學(USC)和肯塔基大學(University of Kentucky)共同參與的研究。2013年,他們在11隻老鼠的腦部各植入十幾條金屬線,繼而分成兩組,讓老鼠花數周學習用特製裝置飲水。一組學習複雜飲水方法,另一組則學習較簡單的方法。當較難的一組成功學懂後,研究人員便將這些老鼠的神經放電模式(firing pattern)輸出到電腦。

未來學習會否可像《廿二世紀殺人網絡》(The Matrix)的奇洛李維斯,直接下載功夫技能?(電影劇照)

DARPA前總監Geoff Ling在2015年的一場活動上解釋和總結:「我們當時把那些訊號送到較蠢的一組老鼠,而牠們居然學懂了,完整執行了整個步驟。出人意料地,我們把學習周期從8星期減至幾秒。」Sanchez則認為這項研究為「記憶義肢」踏出了重要的一步:「他們可以利用為特定技能而設的準確神經編碼,注射記憶。」

腦機介面用作治療與改造的界線如何模糊,DARPA可能是最佳例子。Geoff Ling因參加2009年開始的Revolutionizing Prosthetics計劃而成名。他覺得自己一直使用的義肢用途有限,因而開發新義肢,結果製造出可用腦控制的義肢手臂,這正是Scheuermann用來吃朱古力的義肢。但在片段播出約一年半後,DARPA為她再拍了一條影片,片中她的腦機介面所連接的不再是機械臂,而是坐上了F-35戰機駕駛模擬器,DARPA在一場名為「未來戰爭」的會議上播放這條影片。最新的DARPA腦機介面更可讓操控者同時控制三部無人機,並從無人機接收偵測到的環境訊息。未來,DARPA將研究暫時性、非侵入式的方法,提升士兵能力。

Facebook在去年4月的F8開發者大會上透露,正開發腦機語言文本界面(brain-computer speech-to-text interface)。(視覺中國)

未來溝通只靠意念

也有科學家正研究思想傳播的新的可能性。在去年4月的Facebook F8開發者大會上,另一位DARPA前總監、時任Facebook秘密研發部門主管Regina Dugan就介紹了他們對於腦機介面的研究。他們聘請了共60名神經科學家、機器學習專家及工程師,正研發一種全新、非侵入的技術讓人直接用腦「打字」,以每分鐘100字為目標。若能讀取腦袋打字時的訊號,就能悄悄傳送開去,達致某種心靈分享溝通。會上的影片中,實驗團隊利用戴在手臂上的震動器來傳達簡單的字句。

美國華盛頓大學(University of Washington)和卡耐基梅隆大學(Carnegie Mellon University)組成的團隊,或許示範了其中一種新的可能。上月底他們宣布成功製作出簡單的腦對腦介面(Brain-to-Brain Interface,BBI),每組三人的志願者獨處不同房間,以特製的帽和電腦連接組成三人腦機介面。他們不靠言語,只靠意念,合作玩了簡化版的俄羅斯方塊,各組平均方塊清除成功率逾八成(見下圖)。

研究團隊認為實驗有望在未來讓人類以前所未有的方式溝通,他們在報告中寫到:「腦對腦介面有可能成真,人類以腦部相接的『社交網絡』來共同解決問題……雲端為基礎的腦對腦介面,可引導資訊在介面網絡上任何設備之間傳輸,並在全球的互聯網都可以運行,因而令全球的大腦可在雲端互動。」

華盛頓大學及和卡耐基梅隆大學研究團隊,近日以簡單的腦對腦介面(Brain-to-Brain Interface,BBI),讓3人不靠言語,只靠意念,合作玩了簡化版俄羅斯方塊。

腦機如何統合成疑

並非人人都看好腦機介面。匹茲堡大學(University of Pittsburgh)神經工程師Doug Weber曾擔任DARPA項目經理四年,他對於腦機介面甚有保留:「我不相信科技演化沒有界限,我相信總有些技術挑戰是不能克服的。」在腦袋中插入電極是其中之一,幾個月或幾年後就會失效:「腦袋會不斷重複受傷、流血、痊癒的過程,任何血液留到腦室都會令細胞活動降低。」Weber也不相信記憶轉移可以成真。他解釋,不少人以為人腦就像電腦,「資訊由A去到B再到C,像有個清晰固定的模組。人腦固然有一定模組組織,但並不如電腦般強烈。而且資訊遍布於整個腦,要做到人腦般的統合程度現時是不可能的。」

語言學大師、麻省理工學院(MIT)終身教授喬姆斯基(Noam Chomsky)指出,更根本的是,現時科學界對人腦的認知甚少:「首先需要界定思想是什麼,而沒人知道該怎麼做。即使是你或我,回想自己在做什麼或產生複雜句子時,都無法觸及背後的思想。任何想找出思想是什麼的方法,都仍停留在科幻小說層面。」這也是為什麼一些國家正展開大型的腦科學基楚研究,例如美國的大腦計劃(Brain Initiative)和歐盟的人類腦計劃(Human Brain Project)。

學者指出,科學界現時對人腦的知識及探測技術仍十分幼嫩,腦機介面距離實際應用仍需好有一段距離。。(視覺中國)

喬姆斯基繼續解釋:「腦內有很多不同的東西,但我們仍未知道如何偷聽它們。部分原因是關乎倫理的……已有一些侵入式的實驗研究貓和猴子的視覺,放電極到牠們腦袋中,可以知道某個神經元的運作。但語言的話你無法這樣,一來沒有其他動物有與人相同的系統,我們也不會允許這種人體實驗。現時研究人腦的工具都是非侵入式的,只能看到一些電子訊號或血液流動,只知道腦袋哪個位置有反應,但無法告訴你實際處理過程的性質是什麼。」

技術以外,腦機介面涉及眾多社會問題仍尚待回答,請詳見另文:《【科技.未來】腦機界面:衝擊私隱最後防線 造就超然人類地位》

上文節錄自第134期《香港01》周報(2018年10月22日)《人腦接駁電腦 通往什麼未來?》

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