導讀：面對人類不斷產(chǎn)生的新知識，人腦的認知速度已經(jīng)很難跟上。加州大學伯克利分校的專家提出，在“腦機接口”技術基礎上實現(xiàn)“腦-云”接口，將人的大腦與互聯(lián)網(wǎng)相連，打造一個“集體大腦”，實現(xiàn)對全人類共同知識的實時共享和獲取。目前距離這一目標還有幾十年的時間。

現(xiàn)在，人類知識的累積速度越來越快。在1900年時，人類掌握的知識總量每個世紀翻一番。到1950年，這個數(shù)字縮短至25年。到了2006年，平均而言，人類知識每13個月就翻一番，“物聯(lián)網(wǎng)”的誕生有望進一步將這個時間降低到12小時。

如此大量的信息增加了從根本上提高人類學習能力的緊迫性，這些能力目前受到生物進化驅(qū)動特征的限制。以如今人類的生物認知能力來看，要想跟上現(xiàn)代科學知識的產(chǎn)生速度顯然是不切實際的。

要解決這個問題的一種策略是，利用某種介質(zhì)，將知識直接轉移到人類大腦中，實現(xiàn)實時的學習和知識轉移過程。想象一下，如果只要想想某個特定的主題或內(nèi)容，就可以即時獲得全世界的知識和未來的AI技術，那么，我們現(xiàn)在的教育、工作和日常生活將會發(fā)生怎樣的變化？

最近，加州大學伯克利分校和美國分子制造研究所的研究人員開展了一項國際合作研究中，將神經(jīng)科學前沿的納米技術、納米醫(yī)學與AI和計算領域的指數(shù)級進步相結合，在腦機接口的基礎上，提出了“大腦/云接口” （B / CI），目標是將大腦中的神經(jīng)元和突觸實時連接到龐大的云計算網(wǎng)絡中。

神經(jīng)元（藍色）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，提升記憶能力，創(chuàng)建出新的生物/非生物混合網(wǎng)絡，以及新式AI接口來改善模式識別和認知等能力。

大腦中的“納米機器人”

Ray Kurzweil

大腦/云接口（B / CI）的概念最初是由未來學家、作家、發(fā)明家Ray Kurzweil提出的，他提出，神經(jīng)納米機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，意識最強的部分。

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)納米機器人能夠提供對腦細胞信號的直接、實時的監(jiān)測和控制。

“這些機器人將通過人體的血管系統(tǒng)進行導航，穿過血腦屏障，精確地在腦細胞之間，甚至腦細胞內(nèi)進行自我定位，”弗雷塔斯說。 “然后通過無線網(wǎng)絡將編碼信息傳輸至基于云的超級計算機網(wǎng)絡，對大腦狀態(tài)進行實時監(jiān)測和數(shù)據(jù)提取?！?/span>

”思想“的互聯(lián)網(wǎng)：前人智慧，全民共享

研究團隊稱，云中的“皮層”可以將“矩陣”式的信息下載到大腦中。

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

這一技術還可以創(chuàng)建一個未來化的“全球超級大腦”，將每個人的大腦和AI網(wǎng)絡連接起來，實現(xiàn)“集體思考”。

“雖然目前這個系統(tǒng)還不是特別復雜，但實驗性的人類“大腦網(wǎng)絡”系統(tǒng)已經(jīng)過測試，可以通過云，在不同人的大腦之間進行思想驅(qū)動的信息交換，”Martins解釋道。 “系統(tǒng)使用通過'發(fā)送者'的頭骨記錄的電信號，通過'接收者'的頭骨的磁刺激，來執(zhí)行合作任務。

腦-腦接口技術及通信原理示意圖

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

何時實現(xiàn)？再過幾十年

根據(jù)該團隊的估計，目前現(xiàn)有的超級計算機已經(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越更快。

如何從云中向超級計算機傳輸神經(jīng)數(shù)據(jù)，可能成為B / CI開發(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，還要確保如何通過嵌入大腦深處的微型設備實現(xiàn)與神經(jīng)元的數(shù)據(jù)交換?！?/span>

該團隊提出的一個解決方案是，使用“磁電納米粒子”來高效放大大腦神經(jīng)元和云端之間的通信信號。

“這些納米粒子已經(jīng)在活體小鼠中進行了實驗，它們可以將外部磁場與神經(jīng)元電場耦合。也就是說，檢測并局部放大這些磁信號，并用它們改變神經(jīng)元的電活動，”Martins解釋說。 “這個過程也可以反過來利用：神經(jīng)元和納米機器人產(chǎn)生的電信號通過磁電納米粒子放大，并在顱骨外進行檢測?！?/span>

如何通過循環(huán)將這些納米粒子和納米機器人安全地送入大腦，可能是B / CI項目團隊所有人面臨的最大挑戰(zhàn)。

“我們首先需要對納米粒子的生物分布和生物相容性進行詳細分析，然后再考慮它們對人體發(fā)育的適應性問題。隨著這些技術和其他B / CI技術的不斷發(fā)展，”思想的網(wǎng)絡“可能在下一個世紀之交成為現(xiàn)實，“Martins說。

大腦-云接口的未來：從AI到AGI之路

近年來，計算數(shù)據(jù)存儲和處理能力的性價比呈現(xiàn)指數(shù)增長，AI算法的性能在許多領域得到迅速提升，與人類相比，展示了卓越的能力。包括游戲、圍棋、國際象棋、自動駕駛、自動診斷等。

在未來十年中，預計人工智能算法在許多其他領域的表現(xiàn)將優(yōu)于人類?？鐧C器學習，機器視覺和自然語言處理領域的人工智能的進步，以及大數(shù)據(jù)和機器人技術的改進，將使機器人在許多現(xiàn)實和認知任務中勝過人類。

未來，我們可以期待更強大的“人工智能通用”（AGI）的誕生，這是人工智能的一個子領域，旨在創(chuàng)造具有人類及其他水平的一般認知能力的思維機器。

以神經(jīng)納米機器人為介質(zhì)的人類腦-云接口系統(tǒng)，可以讓人即時訪問云中可用的所有的累積人類知識，并顯著提高人類學習能力和智力。此外，它還能夠?qū)崿F(xiàn)完全沉浸式虛擬和增強現(xiàn)實場景，為不同用戶之間提供更有意義的體驗和更豐富的表達方式。這些進步可以幫助人類將新興的AI系統(tǒng)作為“人類增強技術”進行調(diào)整利用，應對人類在面臨“知識爆炸”時的新挑戰(zhàn)。

參考鏈接：

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

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

文章來源：新智元