導(dǎo)讀：面對(duì)人類不斷產(chǎn)生的新知識(shí)，人腦的認(rèn)知速度已經(jīng)很難跟上。加州大學(xué)伯克利分校的專家提出，在“腦機(jī)接口”技術(shù)基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)“腦-云”接口，將人的大腦與互聯(lián)網(wǎng)相連，打造一個(gè)“集體大腦”，實(shí)現(xiàn)對(duì)全人類共同知識(shí)的實(shí)時(shí)共享和獲取。目前距離這一目標(biāo)還有幾十年的時(shí)間。

現(xiàn)在，人類知識(shí)的累積速度越來(lái)越快。在1900年時(shí)，人類掌握的知識(shí)總量每個(gè)世紀(jì)翻一番。到1950年，這個(gè)數(shù)字縮短至25年。到了2006年，平均而言，人類知識(shí)每13個(gè)月就翻一番，“物聯(lián)網(wǎng)”的誕生有望進(jìn)一步將這個(gè)時(shí)間降低到12小時(shí)。

如此大量的信息增加了從根本上提高人類學(xué)習(xí)能力的緊迫性，這些能力目前受到生物進(jìn)化驅(qū)動(dòng)特征的限制。以如今人類的生物認(rèn)知能力來(lái)看，要想跟上現(xiàn)代科學(xué)知識(shí)的產(chǎn)生速度顯然是不切實(shí)際的。

要解決這個(gè)問(wèn)題的一種策略是，利用某種介質(zhì)，將知識(shí)直接轉(zhuǎn)移到人類大腦中，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的學(xué)習(xí)和知識(shí)轉(zhuǎn)移過(guò)程。想象一下，如果只要想想某個(gè)特定的主題或內(nèi)容，就可以即時(shí)獲得全世界的知識(shí)和未來(lái)的AI技術(shù)，那么，我們現(xiàn)在的教育、工作和日常生活將會(huì)發(fā)生怎樣的變化？

最近，加州大學(xué)伯克利分校和美國(guó)分子制造研究所的研究人員開(kāi)展了一項(xiàng)國(guó)際合作研究中，將神經(jīng)科學(xué)前沿的納米技術(shù)、納米醫(yī)學(xué)與AI和計(jì)算領(lǐng)域的指數(shù)級(jí)進(jìn)步相結(jié)合，在腦機(jī)接口的基礎(chǔ)上，提出了“大腦/云接口” （B / CI），目標(biāo)是將大腦中的神經(jīng)元和突觸實(shí)時(shí)連接到龐大的云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)中。

神經(jīng)元（藍(lán)色）和神經(jīng)膠質(zhì)（白色）示意圖

研究表明，智商高的人的大腦與連接遠(yuǎn)端大腦區(qū)域的神經(jīng)通路廣泛整合，而智商低的人的大腦與較短的神經(jīng)通路具有較少整合的連接。以納米神經(jīng)元機(jī)器人為介質(zhì)的腦-云接口可以顯著提高人類智能，最終取代大腦神經(jīng)域的固有架構(gòu)，提升記憶能力，創(chuàng)建出新的生物/非生物混合網(wǎng)絡(luò)，以及新式AI接口來(lái)改善模式識(shí)別和認(rèn)知等能力。

大腦中的“納米機(jī)器人”

Ray Kurzweil

大腦/云接口（B / CI）的概念最初是由未來(lái)學(xué)家、作家、發(fā)明家Ray Kurzweil提出的，他提出，神經(jīng)納米機(jī)器人可將人類大腦的新皮層連接到云中的“合成新皮層”中。我們褶皺的新皮層是大腦中最新，最聰明，意識(shí)最強(qiáng)的部分。

人類大腦新皮層中神經(jīng)元和突觸的數(shù)量

Freitas提出的神經(jīng)納米機(jī)器人能夠提供對(duì)腦細(xì)胞信號(hào)的直接、實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)和控制。

“這些機(jī)器人將通過(guò)人體的血管系統(tǒng)進(jìn)行導(dǎo)航，穿過(guò)血腦屏障，精確地在腦細(xì)胞之間，甚至腦細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行自我定位，”弗雷塔斯說(shuō)。 “然后通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)將編碼信息傳輸至基于云的超級(jí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，對(duì)大腦狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)提取?！?/span>

”思想“的互聯(lián)網(wǎng)：前人智慧，全民共享

研究團(tuán)隊(duì)稱，云中的“皮層”可以將“矩陣”式的信息下載到大腦中。

“以神經(jīng)納米機(jī)器人為介質(zhì)的人類B / CI系統(tǒng)可以使人即時(shí)獲取云中積累的所有人類知識(shí)，同時(shí)顯著提高人類的學(xué)習(xí)能力和智力?！痹撗芯康牡谝蛔髡逳uno Martins博士說(shuō)。

這一技術(shù)還可以創(chuàng)建一個(gè)未來(lái)化的“全球超級(jí)大腦”，將每個(gè)人的大腦和AI網(wǎng)絡(luò)連接起來(lái)，實(shí)現(xiàn)“集體思考”。

“雖然目前這個(gè)系統(tǒng)還不是特別復(fù)雜，但實(shí)驗(yàn)性的人類“大腦網(wǎng)絡(luò)”系統(tǒng)已經(jīng)過(guò)測(cè)試，可以通過(guò)云，在不同人的大腦之間進(jìn)行思想驅(qū)動(dòng)的信息交換，”Martins解釋道。 “系統(tǒng)使用通過(guò)'發(fā)送者'的頭骨記錄的電信號(hào)，通過(guò)'接收者'的頭骨的磁刺激，來(lái)執(zhí)行合作任務(wù)。

腦-腦接口技術(shù)及通信原理示意圖

“隨著神經(jīng)機(jī)器人的發(fā)展，未來(lái)我們能夠創(chuàng)造出一個(gè)'超級(jí)大腦'，可以實(shí)時(shí)利用人和機(jī)器的共同思想和思維能力。這種共同認(rèn)知可以徹底改變民主制度、增強(qiáng)同理心，最終促進(jìn)文化多樣化，讓真正的全球化社會(huì)成為現(xiàn)實(shí)?！?/span>

何時(shí)實(shí)現(xiàn)？再過(guò)幾十年

根據(jù)該團(tuán)隊(duì)的估計(jì)，目前現(xiàn)有的超級(jí)計(jì)算機(jī)已經(jīng)具有處理B / CI所需的神經(jīng)數(shù)據(jù)量的必要速度，而且這些超算的速度正越來(lái)越更快。

如何從云中向超級(jí)計(jì)算機(jī)傳輸神經(jīng)數(shù)據(jù)，可能成為B / CI開(kāi)發(fā)的最終瓶頸。

“這不僅包括為全球數(shù)據(jù)傳輸獲得足夠的帶寬，而且，還要確保如何通過(guò)嵌入大腦深處的微型設(shè)備實(shí)現(xiàn)與神經(jīng)元的數(shù)據(jù)交換。”

該團(tuán)隊(duì)提出的一個(gè)解決方案是，使用“磁電納米粒子”來(lái)高效放大大腦神經(jīng)元和云端之間的通信信號(hào)。

“這些納米粒子已經(jīng)在活體小鼠中進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，它們可以將外部磁場(chǎng)與神經(jīng)元電場(chǎng)耦合。也就是說(shuō)，檢測(cè)并局部放大這些磁信號(hào)，并用它們改變神經(jīng)元的電活動(dòng)，”Martins解釋說(shuō)。 “這個(gè)過(guò)程也可以反過(guò)來(lái)利用：神經(jīng)元和納米機(jī)器人產(chǎn)生的電信號(hào)通過(guò)磁電納米粒子放大，并在顱骨外進(jìn)行檢測(cè)?！?/span>

如何通過(guò)循環(huán)將這些納米粒子和納米機(jī)器人安全地送入大腦，可能是B / CI項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)所有人面臨的最大挑戰(zhàn)。

“我們首先需要對(duì)納米粒子的生物分布和生物相容性進(jìn)行詳細(xì)分析，然后再考慮它們對(duì)人體發(fā)育的適應(yīng)性問(wèn)題。隨著這些技術(shù)和其他B / CI技術(shù)的不斷發(fā)展，”思想的網(wǎng)絡(luò)“可能在下一個(gè)世紀(jì)之交成為現(xiàn)實(shí)，“Martins說(shuō)。

大腦-云接口的未來(lái)：從AI到AGI之路

近年來(lái)，計(jì)算數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和處理能力的性價(jià)比呈現(xiàn)指數(shù)增長(zhǎng)，AI算法的性能在許多領(lǐng)域得到迅速提升，與人類相比，展示了卓越的能力。包括游戲、圍棋、國(guó)際象棋、自動(dòng)駕駛、自動(dòng)診斷等。

在未來(lái)十年中，預(yù)計(jì)人工智能算法在許多其他領(lǐng)域的表現(xiàn)將優(yōu)于人類?？鐧C(jī)器學(xué)習(xí)，機(jī)器視覺(jué)和自然語(yǔ)言處理領(lǐng)域的人工智能的進(jìn)步，以及大數(shù)據(jù)和機(jī)器人技術(shù)的改進(jìn)，將使機(jī)器人在許多現(xiàn)實(shí)和認(rèn)知任務(wù)中勝過(guò)人類。

未來(lái)，我們可以期待更強(qiáng)大的“人工智能通用”（AGI）的誕生，這是人工智能的一個(gè)子領(lǐng)域，旨在創(chuàng)造具有人類及其他水平的一般認(rèn)知能力的思維機(jī)器。

以神經(jīng)納米機(jī)器人為介質(zhì)的人類腦-云接口系統(tǒng)，可以讓人即時(shí)訪問(wèn)云中可用的所有的累積人類知識(shí)，并顯著提高人類學(xué)習(xí)能力和智力。此外，它還能夠?qū)崿F(xiàn)完全沉浸式虛擬和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景，為不同用戶之間提供更有意義的體驗(yàn)和更豐富的表達(dá)方式。這些進(jìn)步可以幫助人類將新興的AI系統(tǒng)作為“人類增強(qiáng)技術(shù)”進(jìn)行調(diào)整利用，應(yīng)對(duì)人類在面臨“知識(shí)爆炸”時(shí)的新挑戰(zhàn)。

參考鏈接：

https://www.eurekalert.org/pub_releases/2019-04/f-hit041219.php

相關(guān)論文：

https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fnins.2019.00112/full

文章來(lái)源：新智元