还用触屏打字？清华大学高小榕：未来10到20年“意念”操作或成常态

搜狐科技《思想大爆炸——对话科学家》栏目第25期，对话清华大学长聘教授高小榕。

嘉宾简介

(资料图片)

高小榕，清华大学生物医学工程系长聘教授。研究重点是神经工程学。从 1998 年起在中国率先开展脑机接口研究，其成果处于国际先进水平。他是中国神经工程及脑机接口学科的主要创建者之一，提出并实现了基于稳态诱发电位的脑机接口技术，通讯速率在非植入型方面处于世界领先水平。他的数十篇 SCI 论文发表在美国科学院院报等重要学术期刊，谷歌学术搜索总被引次数超万次。

划重点

1.我一直把脑机接口定义为“硬科技”，“硬科技”就是指这个科技不是可有可无的，而是必须存在的。

2.往前推30年，很多人在提脑机接口这个概念时还觉得是科幻的，有应用出现是近十年的事，从被认为是科幻到最后被实现经历了20年，已经是很快的速度，但还会再更快地发展。

3.紧箍咒相当于脑机接口最早的科幻形态，唐僧用它来控制孙悟空的行为。而金箍棒也是一件很有意思的法器，可以随时缩小到放在耳朵里，希望脑机接口设备能像“金箍棒”一样方便和美观。

4.我总结出的“脑机接口摩尔定律”是技术将会以每10年增长4倍的趋势发展，现在高手能用脑机接口设备做到手机触屏打字一半的速度，大概再用10年至20年的时间，脑机接口将会替代一些人们常规的操作方式。

出品｜搜狐科技

作者｜郑松毅

看过电影《阿凡达》的人一定不会忘记影片中这样一个桥段：在潘多拉星上，下身瘫痪的前海军战士杰克·萨利躺在密封舱中，通过头上戴着的复杂设备，利用意念操控人造的混血阿凡达。当然，潘多拉星和阿凡达只是导演卡梅隆的虚构。但是你或许不知道，利用“意念”操控物体已经不再是人类的空想。

说到“意念操控”，就不得不提到用于在人脑与计算机等外部设备之间建立连接通路的“脑机接口技术（BCI）”，该技术通过对于神经信息的分析解读，将其进一步转化为相应的动作，这就是用“意念”操控物体的基本原理。

围绕脑机接口新技术应用、使用成本、以及未来发展前景等问题，搜狐科技与清华大学长聘教授高小榕，及清华大学博士生史楠林展开了深度对话。

访谈开始前，搜狐科技在清华脑机技术研究团队的带领下，参观了位于2023世界机器人大会“脑机接口50年”的展示区。研究团队成员将头戴式脑机接口装置稳定在搜狐科技头部，只需打开开关，用五分钟的时间进行调试，就能开始读取人的脑电活动，此时佩戴者凭借“意念”即可完成拔河游戏、控制轮椅走动等动作，这似乎是科幻片中的场景，但已经真实发生了。

高小榕把脑机接口定义为“硬科技”，并强调这个技术是必须存在的。

随着人们对信息安全等领域的身份认证需求日渐提高，传统以密码为特征的身份识别技术已难以满足有高安全性要求的行业需求。另外，让机器判断信息来源于人类还是AI的“逆图灵测试”也是AI发展面临的挑战。

“脑纹”作为“生物识别技术”的重要部分，蕴含着代表个人独特“印记”的身份信息，基于脑机接口技术的“脑纹身份认证系统”可以用于识别信息源，减少虚假信息造成的负面影响。因此，他把脑机接口技术比作AI发展的缰绳。

谈及侵入式和非侵入式两种脑机接口技术发展路线，高小榕将它们比喻为珠峰的南北坡，最终应用场景并无差别，最后要达到的目的就是要非常舒适和美观。

说到这里，高小榕想起了《西游记》的故事场景，紧箍咒相当于脑机接口最早的科幻形态，唐僧用它来控制孙悟空的行为。而金箍棒也是一件很有意思的法器，可以随时缩小到放在耳朵里。他希望脑机接口设备能像“金箍棒”一样方便和美观。

受此启发，清华大学团队开发出“入耳式”非侵入式脑机接口技术，佩戴自如。史楠林介绍，入耳式脑机接口设备最大的优势在于便携和隐蔽，并且完全不会对人体造成负面伤害，这种探测脑电的方式更能被普通民众接受。

当前脑机接口技术主要应用于医疗领域，在肢体失能后康复或精神疾病的诊断和治疗等方面有良好的效果，让机体失能的患者重新看到了生活的希望之光。

很多人会好奇脑机接口设备的使用成本，是否只是富人的专属工具？高小榕回答，“脑机治疗没有耗材，只有服务和机器折旧，理论上（使用成本）要远低于药物治疗。脑机接口设备也属于电子设备，而且是大众使用的电子设备，（价格）是大家都能接受的。”

脑机接口技术的发展仍需砥砺前行。高小榕认为，丰富神经信号获取手段，以及改进神经信息处理的技术是需要继续去攻破的课题。

脑机接口技术（BCI）专有名词于1973年创立，今年是第50年。回顾脑际接口技术的发展历程，高小榕感叹道“往前推30年，很多人在提脑机接口这个概念时还觉得是科幻的，有应用出现是近十年的事，从被认为是科幻到最后被实现经历了20年，已经是很快的速度，但还会再更快地发展。”

访谈最后，高小榕介绍了自己总结出的“脑机接口摩尔定律”，他觉得脑机接口技术将会以每10年增长4倍的趋势发展。现在高手能用脑机接口设备做到手机触屏打字一半的速度，大概再用10年至20年的时间，脑机接口将会替代一些人们常规的操作方式。

以下为对话实录（经整理编辑）

搜狐科技：您团队研发的新型脑机接口（SpiralE）借助于耳朵来实现对脑部信号的监测，较传统脑机接口设备而言，新型脑机接口的脑信号监测效果怎么样？有哪些优势？

史楠林：它最大的优势在于便携和隐蔽。我们要明确一点，它采集到的信号还是头皮脑电，所以和侵入式的信号质量还有一定差距，它也没有突破非侵入式脑电现在所面临的空间分辨率“瓶颈”。但是，它最大的卖点是推向日常生活中的。

我们现在头皮脑电的（设备）需要打导电膏，虽然说有干电极和凝胶电极，但大家总不想戴着一个帽子或者箍这一个头环去做脑机接口的实验。耳机或者说在耳朵旁边设置传感器去探测脑电，我想是普通民众都会接受的一种方式。

另外，它完全不会给人们带来伤害，这是我们需要去强调的一点，因为它只是被动的放置一个传感器，在皮肤上检测电信号的变化，不会给皮肤施加任何刺激，这点大家可以放心。

搜狐科技：入耳式脑机接口设备会在什么时间真正被应用？

史楠林：现在学界和商界都认为这（入耳式脑机接口技术）是脑机接口迈向实际应用的非常重要的举措，苹果、三星等商业公司都有这方面的专利布局。所以我想在5年之内，大家可以期待一下在耳机上就可以检测到脑电信号。

搜狐科技：看到您曾说，脑机接口的科学意义有两大类，一是医学，当人的机体失能之后，如何与计算机交流；另一个是怎么做“超人”，能跟ChatGPT之类的AI去交流。能请您谈一谈未来对于脑机接口应用的展望吗？

高小榕：我一直把脑机接口定义为“硬科技”，是说这个技术不是可有可无的。 “图灵测试”是让人区分不出来信息是人发的还是机器发的，这个时候认为机器是具备智能了。

在GPT出来以后，机器生成的信息让人难以区分了，所以出现了“逆图灵测试”，观察者变成机器，它收到一个信息，要区分是人发的还是机器发的。我前面说的“脑纹信息”，能识别出信息是谁发出的。所以说，所有的AI机器应该具备脑机接口能力，就是它要能读懂这个东西。

要明确的是，我们未来构建的是以人为核心的智能社会，如果说未来社会中人类是次要的，那现在必须要给AI按下暂停键，也就是要用脑机接口给AI做一根“缰绳”。

医疗方面，脑机接口是提升脑能力的一个手段，如果人的脑能力在100%以下，我们用脑机接口让他恢复到100%。还有一类就是说我们（脑能力）已经是100%了，希望达到200%，这样超人的能力，比如说军事场合，人们要坚持工作，不能说打一半仗睡着了，再比如说教育，我们希望在考试时候有一个比较高的状态，这些是脑机接口可以做到的。

搜狐科技：当前脑机接口技术发展的瓶颈是什么？

高小榕：第一是我们脑电的获取手段还比较单一，比如说我们不能随便往脑子里插电极，还是无创优先。另一个是神经信息处理的技术待改进，像AI这些新的方法怎么来用到脑机接口。

搜狐科技：脑机接口（brain computer interface，BCI）专有名词于1973年创立，现在正好50年，但有人评论脑机接口经历了多年的研究，至今似乎仍未实现大范围应用，您怎么看？

高小榕：脑机接口的科学概念创造了50年，概念出来后有15年没有找到任何办法，直到1988年才发现了基于P300电位的脑机接口第一个范式。过了几年发现了“想象运动”的范式，也就是想象左右手运动来操作。后来又过了几年，发现了可以基于视觉编码的办法来实现脑机接口，这就是三大范式。

脑机接口已经是现在所有技术里从科幻到科学最快的技术，用了20多年的时间就实现了应用。比如人类飞行想象了好几千年，最后才研究出飞机。

往前推30年，很多人在提脑机接口这个概念时还觉得是科幻的，有应用出现是近十年的事，从被认为是科幻到最后被实现经历了20年，已经是很快的速度，但还会再更快地发展。

搜狐科技：您认为距离脑机接口技术广泛应用，实现“意念操控”时代的来临还要多久？

高小榕：我是希望能够比较快，所以我给出一个摩尔定律估算。脑机接口从05年开始，第一次报道有通讯速率，到现在接近20年了，如果把（技术增长）速率拟合一下，大概是每10年4倍的速度。

现在高手能用脑机接口设备做到手机触屏打字一半的速度，随着技术发展，就不再需要用触屏去打字了，直接用脑机接口打字就好了。大概再用10年至20年的时间，脑机接口将会替代一些人们常规的操作方式。

搜狐科技：脑机接口设备的使用成本会很高吗？以后会不会有钱人通过这种方式变成强大的超人/赛博人，穷人就只能是普通的肉体凡胎？

高小榕：脑机接口设备也属于电子设备，而且是大众使用的电子设备，（价格）是大家都能接受的。脑机治疗没有耗材，只有服务和机器折旧，理论上（使用成本）要远低于药物治疗。

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