马斯克为何执着于给人脑植入芯片?
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前段时间,马斯克的脑机接口初创公司Neuralink宣布,该公司已获得一个独立审查委员会的批准,将进行首次人体试验,对瘫痪患者的大脑植入设备。
据Neuralink声称,这项人体试验为期六年,参与者将首先参加一项为期18个月的研究,在那之后,他们将每周至少花两个小时进行脑机接口方面的研究。
马斯克曾表示,Neuralink的短期目标是帮助瘫痪者实现意念打字功能,未来还将可以实现让瘫痪者行走、让盲人看见,并最终实现“人机共生体”。
马斯克为何执着于给人脑植入芯片?他创立Neuralink背后有哪些故事?9月最新全球上市的《埃隆·马斯克传》中揭秘了Neuralink创立的初衷。
01
为了实现真正的人机共生
在数字时代,最重要的技术飞跃牵涉人类和机器间交流方式的进步,也就是所谓的“人机界面”。心理学和人工智能专家约瑟夫·利克莱德研究过在显示屏上跟踪飞机的防空系统,他在 1960 年写了一篇富有开创性的论文,题为“人机共生”,展示了显示屏如何做到“让计算机和人类一起思考”。利克莱德补充说:“希望在不久的将来,人类的大脑和计算机能非常紧密地结合在一起。”
麻省理工学院的黑客们利用显示屏制作了一款名为“太空战争”的游戏,它催生出了一些商业游戏,这些游戏的界面非常直观,几乎不需要输入任何指令。(“第一步:塞入 25 美分;第二步:躲避克林贡人”是雅达利公司第一款《星际迷航》游戏中唯一的指令。)设计这种傻瓜操作的目的是让喝醉了酒的大学生也能上手玩起来。
道格·恩格尔巴特将这种显示屏与鼠标结合在一起,让用户可以通过对准和单击来与计算机互动。在施乐帕罗奥多研究中心的艾伦·凯的帮助下,这一技术得以发展为一种易于使用的图形界面,它已经接近于我们后来使用的计算机桌面。史蒂夫·乔布斯在苹果公司的麦金塔计算机上采用了这种界面,而他在最后一次出席的董事会上,也就是 2011 年他即将去世前,完成了对人机界面又一次重大飞跃的测试工作:一个名为 Siri 的应用程序,可以让人类和计算机通过语音交互。
尽管有了这些进步,在输入和输出方面的技术进展仍然慢得出奇。在2016 年的一次旅行中,马斯克用拇指在手机上打字,然后开始抱怨打字特别浪费时间。从大脑发出信息到在设备上完成打字输入,每秒的信息传输速度只有大约 100 比特。马斯克说:“想象一下,如果你能把思想融入机器,就仿佛在你的思想和机器之间建立了一种直截了当的高速连接。”他身体前倾,问一同乘车的萨姆·特勒:“你能找一个神经领域的科学家来帮我增进对脑机接口的理解吗?”
马斯克意识到,最终的人机界面会是一款能将计算机直连大脑的设备,比如在人的头骨内放置芯片,可以将大脑信号发送给计算机并接收信号回传,这样可以让信息往返流动的速度提高 100 万倍。马斯克说:“这样我们就可以实现真正的人机共生了。”换句话说,它能确保人类和机器协同工作。
为了实现这一目标,马斯克在 2016 年年底成立了 Neuralink 公司,其业务是把小型芯片植入人类大脑,让人类与计算机展开心智融合。
与 Optimus 一样,Neuralink 的创意也受到科幻小说的启发,尤其是伊恩·班克斯的太空旅行小说《文明》系列,其中提到一种叫“神经蕾丝”的人机界面技术,当它被植入人体后,可以将人的所有思想活动与计算机相连。马斯克说:“我第一次读到班克斯的作品时,突然觉得这个创意有可能成为我们面对人工智能时的护盾。”
马斯克的崇高目标一般都与务实的商业模式相结合,比如他曾经开发了星链卫星,这项业务可以为 SpaceX 的火星发射任务提供资金。同样,他计划用 Neuralink 大脑芯片帮助神经系统有问题的人,比如肌萎缩侧索硬化(ALS)患者,让他们能与计算机互动。马斯克说:“我们如果能找到好的商业用途来为 Neuralink 提供资金,那么在几十年后,就可以将人类世界与数字机器紧密结合起来,从而实现最终目标:保护人类以抵御邪恶的人工智能。”
Neuralink 的联合创始人中有六位顶级神经科学家和工程师,由脑机接口研究员马克斯·霍达克担任总裁。创始团队中唯一同马斯克长期共事还能经受住高压和动荡环境的成员只有徐东进,他 4 岁时从韩国搬到了美国路易斯安那州。由于他在年少时英语说得不好,所以他对“自己有想法却表达不出来”的窘境有着切肤之痛。“我怎样才能尽可能高效地把我头脑里的想法表达出来?”他开始问自己,“这个东西必须是一个能放在我大脑里的小东西。”在加州理工学院和加州大学伯克利分校求学期间,他开发了一种被他称为“神经尘埃”的东西,它是一种可以放在大脑中并发出信号的微小植入物。
马斯克还招揽了心明眼亮的技术投资人希冯·齐里斯。作为在多伦多附近长大的学生,她在曲棍球方面大放异彩,但在阅读了雷·库兹韦尔1999 年出版的《机器之心》一书后,她成为一名技术极客。从耶鲁大学毕业后,她在几家创业孵化器工作过,扶持了一些人工智能创业项目,还成为 OpenAI 的兼职顾问。
马斯克着手创立 Neuralink 期间,约齐里斯出去喝了一次咖啡,邀请她加入团队,并向她保证:“Neuralink 不仅要做研究,而且要打造一款真正的设备出来。”齐里斯很快就意识到这比继续做风险投资人更有趣、更有意义,她说:“我发现我每分钟从埃隆那里学到的知识比我从其他人那里学到的更多、更独特,如果不和这样的人共事,那我就太蠢了。”一开始,她把精力投入马斯克的全部三家公司,包括特斯拉和 SpaceX 的人工智能项目,但她最终只选择了两个角色:转岗成为 Neuralink 的高管,以及马斯克亲密的私人伴侣(关于这一点,书中会有更多的介绍)。
02
“别变成恐怖电影中的机械人”
Neuralink 芯片的底层技术是基于 1992 年犹他大学发明的犹他阵列,它是一个镶有 100 根针的微型芯片,可以被植入大脑。每根针检测一个神经元的活动,通过电线将数据发送到一个盒子中,盒子被固定在人的头骨上。因为大脑中有大约 860 亿个神经元,所以这只是向人机界面迈出的一小步。
2019 年 8 月,马斯克发表了一篇科学论文,描述了 Neuralink 将如何在犹他阵列的基础上做出改进,打造他所谓的“具有超过 3 000 个通道的集成脑机接口平台”。Neuralink 的芯片在 96 个线程上布置了超过 3 000 个电极。这次也不例外,他不仅关注产品本身,还关注产品的制造和部署方式。高速运转的机器人会在人的头骨上切开一个小孔,植入芯片,将电极线植入大脑。
2020 年 8 月,马斯克在 Neuralink 的一次公开演讲中透露了这种设备的早期版本。他们在小猪格特鲁德的大脑中植入了一个芯片,用一段视频展示了它在跑步机上行走时,芯片如何检测其大脑中的信号并发送给计算机。马斯克举起手中的芯片,它只有 0.25 英寸。它被放置在头骨下方,可以无线传输数据,保证用户不会看起来像恐怖电影中的机械人那样骇人。
“我现在就可以植入 Neuralink,还能不被你发觉,”马斯克说,“也许我已经这么做了哦。”
几个月后,马斯克来到 Neuralink 的实验室,它位于弗里蒙特的特斯拉工厂附近。工程师向他展示了他们研发出的最新产品,它上面有四个独立的芯片,每个上面都有大约 1 000 个线程。它们会被植入颅骨的不同部位,再用导线将它们与嵌入耳后的路由器连接。马斯克沉默了近两分钟,而齐里斯和她的同事们都在一旁默不作声,随后他发表了最终意见:他讨厌这个版本,设计太复杂,电线太多,连接太多。
当时他正在删减猛禽发动机上的各处连接,因为多一处连接就多一处潜在的故障点。“它必须是一款一体化的设备,”他告诉这些灰心丧气的 Neuralink 工程师,“要呈现为一整套简洁的封装产品—没有电线,没有连接,没有路由器。”因为没有任何物理定律,也没有任何基本法则规定,不能在一台一体化设备上实现所有的功能。当工程师们试图解释为什么要保留路由器时,马斯克的脸色变得凝重起来,他说:“删掉它,删掉它,删掉它,删掉它。”
会议结束后,工程师们经历了典型的“后马斯克忧虑障碍”:先是困惑,随即愤怒,然后焦虑。但在一周内,他们开始沉迷于这种想法,因为他们意识到这种新的技术路线可能真的能实现。
几周后,当马斯克回到实验室时,他们向他展示了一款一体化的芯片,可以处理来自所有线程的数据,并通过蓝牙将其传输到计算机上—没有电线,没有连接,没有路由器。其中一位工程师说:“我们一开始认为这是不可能的,但现在我们对这个东西充满信心。”
他们此时面临的一大难题就在于要满足“芯片必须非常小”的要求,这导致它很难拥有较长的电池寿命,也不容易支持较多的线程。马斯克问:“为什么必须把它做这么小?”有人犯了一个错误,说这是之前对他们提出的一项要求。马斯克一听就激动起来,开始阐述他的工作法:第一步就是要质疑每一项要求。随后他让大家思考关于芯片尺寸的基本科学原理:人的头骨是球形的,所以芯片能不能凸出一点?直径能不能更大?他们得出的结论是,人类头骨容纳更大的芯片是很容易实现的。准备好新设备后,他们就将其植入实验室的猕猴帕格体内,他们教它玩电子游戏《乓》,当它取得好成绩,就会奖励它一份水果冰沙。
△ 一只在用脑电波玩电子游戏《乓》的猴子(来源:《埃隆·马斯克传》插图)
Neuralink 设备记录了每次它以某种方式移动操纵杆时,都有哪些神经元在发射信号。随后操纵杆被停用,来自帕格大脑的信号就开始控制游戏进程。马斯克的目标是在大脑和机器之间建立直接联系,而这次试验迈出了重要的一步。Neuralink 公司将视频上传到 YouTube,一年内播放量就达到了 600 万次。
03
神迹
2021 年年底在参观猪舍时,马斯克对 Neuralink 的工作进度感到不满。公司已经把一枚芯片植入了猴子的大脑,还教它用脑电波玩电子游戏《乓》。但截至当时,Neuralink 只是靠这些在 YouTube 上获得了不少的视频播放量,根本没有推进脑机接口计划。“伙计们,我们怎么跟外人解释啊,怎么才能真正吸引大家的注意?”他边走边说,“可能有一天,一个瘫痪的人能靠大脑在电脑上移动光标,看着挺酷,尤其是对霍金这样的人来说。但这样不够,大部分人对此无感。”
这时,马斯克开始让 Neuralink 向新的目标推进:让瘫痪的人能再次调动他们的四肢。大脑中的芯片可以绕过脊髓阻塞或神经系统障碍,向相关的肌肉发送信号。他从猪舍回到“斧头馆”,把他在奥斯汀的核心团队成员召集起来,线上参会的还有他们在弗里蒙特的同事。马斯克宣布了这项额外增加的新任务:“如果能让坐在轮椅上的人重新走路,大家立马就会明白 Neuralink 这项事业的重要性。这一定能直击人心,简直胆大妄为,是件好事。”
△ 展示Neuralink 未来目标的幻灯片(来源:《埃隆·马斯克传》插图)
马斯克每周都会到 Neuralink 的实验室参加审查会议。在 2022 年 8 月的一次会议开始前,首席工程师杰里米·巴伦霍尔兹坐在咖啡吧等着开会。一年前他从斯坦福大学毕业,获得了计算机系统科学硕士学位,但他那锈红色的额前卷发和稀疏的胡须,让他看上去还像中学科学展的参赛者一样稚气未脱。巴伦霍尔兹说:“埃隆觉得虽然用思维控制计算机是不错的,但对大众来说,让瘫痪的人重新走路,会引起更强烈的共鸣,所以我们一直专注于这个计划。”巴伦霍尔兹向我展示了不同的肌肉刺激方法,大胆地讨论起他对大脑信号传递过程的认识:他认为大脑信号是经由带电分子的化学扩散传播的,而不是像传统理论说的那样通过电磁波来传播。
当马斯克用手机发完电子邮件和推文后,十几位年轻的工程师聚集在会议室里,包括齐里斯在内的所有人都穿着黑色 T 恤衫,就跟马斯克平时的穿着差不多。巴伦霍尔兹让大家传看了与大脑皮层软组织相似的水凝胶样品,并且展示了两只实验用猪的视频,它们在电信号的作用下移动着双腿。马斯克说:“我们必须区分疼痛反应和肌肉动作,否则即便能让人重新走路,他们也会感觉很痛苦。但它确实证明了我们想让瘫痪的人重新走路这一目标的原理没有违背物理学定律,这简直令人难以置信,堪称神迹。”
马斯克问他们是否还有可能实现其他神迹一样的目标,巴伦霍尔兹提议可以考虑视听刺激,换句话说,就是让失聪的人能听到、让失明的人能看到。“最简单的方式是通过人工耳蜗的刺激解决耳聋的问题。”巴伦霍尔兹说,“但视觉刺激更有意思,为了获得高保真的视觉效果,你需要接入大量的神经通道。”
“那我们可以给人类画的大饼就太不可思议了,对不对?”马斯克补充说,“想看红外线吗?想看紫外线吗?想看到无线电波和雷达信号吗?没错,这种视觉增强太酷了。”他突然大笑起来。“我把《万世魔星》又看了一遍。”他指的是巨蟒剧团的一部电影,他引用了其中一个场景:一个乞丐抱怨说耶稣治好了他的麻风病,这样他就很难讨饭吃了。“我正一瘸一拐地讨我的饭呢,他突然来了,一下子治好了我!前一分钟我还是个有生计的麻风病人,后一分钟我的生计就没了。他连一句‘请你原谅’都没说 !‘你已经痊愈了,兄弟。’这个该死的好人。”
04
第一个目标是恢复视力
到 9 月底,马斯克又开始变得不耐烦,他一直在催促齐里斯和巴伦霍尔兹公开展示他们的进展,但他们总说还没有准备好,马斯克的脸色越来越难看。“如果我们不加速推进,有生之年,我们将一事无成。”他警告他们,随即就定下了展示会的日期:11 月 30 日,周三。结果那天他要去苹果公司拜访蒂姆·库克。
当晚马斯克到达现场时,“斧头馆”的办公空间中已经摆放了 200 把椅子。马斯克最喜欢的播客节目主持人莱克斯·弗里德曼也前来参加活动,电视动画片《瑞克和莫蒂》的导演贾斯汀·罗兰也来了。“火枪手”詹姆斯、安德鲁和罗斯没有收到邀请,但他们从后门进来了。
马斯克希望这次展示会既能彰显他解决人类终极难题的雄心壮志,又能展示一些他在短期内的目标规划。马斯克告诉现场观众:“我创办Neuralink 的主要动机是创造一个通用的信息输入输出设备,它可以与人类大脑信号的方方面面对接。”换句话说,这就是人类和机器终极的心智融合,能够防范人工智能机器为所欲为。“即使人工智能是善意的,我们能不能也跟上它的步伐,做到与时俱进呢?”
随后马斯克公布了他为 Neuralink 规划的全新短期目标:“第一个目标是恢复视力,即使是先天性失明,我们也相信可以让他们见到光明。”接下来,他谈到了瘫痪人士。他说:“虽然听起来很神奇,但我们相信,是有可能让脊髓受损的人恢复全身运动功能的。”演讲持续了三个小时,马斯克在现场与他的工程师们一直待到凌晨 1 点。他后来说,能从推特的混乱中暂时抽身,是难得的放松。
2022年9月,马斯克又一次参观了 Neuralink 的实验室,在那里他重点研究了行走过程中涉及的机械动力学和信号过程。希冯·齐里斯、徐东进和杰里米·巴伦霍尔兹穿上实验服和鞋套,把他带进一个没有窗户的房间,里面有一只叫“明特”的猪正在跑步机上行走,它能得到的奖励是蘸着蜂蜜的苹果片。每隔一会儿,机器就会电击它一次,让它的肌肉抽搐。他们试图破解动物在行走过程中涉及的致动器
在2023年4月最后一周,Neuralink 完成了最后一轮动物实验,开始与美国食品药品监督管理局合作,希望将芯片植入人体试验对象的大脑,四周后获得了批准。马斯克敦促大家公开展示他们的进展,他这样告诉团队:“我们希望让公众了解我们所做的一切,这样大家就会支持我们。这也是我们直播星舰发射的原因,虽然我们都知道它很可能在半空中爆炸。
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