還記得科幻電影《阿凡達》中的男主角杰克嗎？他竟然可以通過思維控制“外星人”的軀體。這種堪稱“黑科技”的神奇技術，就是“腦機接口”技術。它通過對腦電波信號的監(jiān)測，分析推斷人的想法和目的，進而產生對應的調節(jié)和控制信號，實現(xiàn)與外界設備的實時交互。

隨著“腦機接口”技術的日益成熟，未來戰(zhàn)場或將實現(xiàn)士兵大腦與武器系統(tǒng)的直接連接，進一步推動人與裝備的有機融合，此技術或將開啟智能化戰(zhàn)爭的新天地。如今，美國國防部高級研究計劃局正積極開展“腦機接口”相關領域技術研發(fā)，《經濟學人》雜志還重點介紹了通過“意念”控制機器的方法，標志著這種“心靈感應”正在從想象變成現(xiàn)實。

從“善解人意”到“腦控”成真

近日，美國國防部牽頭投資的多個研究項目，主要致力于開發(fā)高分辨率腦神經接口。事實上，不僅是美國軍方，美國科技界也不愿在即將到來的“腦控時代”被甩在身后。為實現(xiàn)人腦與計算機的連接，F(xiàn)acebook創(chuàng)始人扎克伯格也在積極推動“腦機接口”研究，旨在研發(fā)出更加“善解人意”的計算機，實現(xiàn)以人的“意念”完成鍵盤、鼠標等輸入操作。

所謂“腦機接口”技術，就是在大腦與外部設備之間創(chuàng)建直接連接的信息通路?！澳X機接口”單向通信時，主要是通過對腦電波信號的監(jiān)測，分析推斷人的想法和目的，產生對應的調節(jié)和控制信號，計算機收到大腦“傳送”來的指令后，進而開展相關操作。雙向“腦機接口”則允許大腦與外部設備間展開雙向信息交換，仿佛是用大腦跟電腦說“悄悄話”。當然，在“腦機接口”中，“腦”泛指有生命形式的大腦或神經系統(tǒng)，“機”則包括任何能進行處理或計算的外部設備。

“腦機接口”技術的產生并不久遠。在上世紀70年代，“腦機接口”技術的概念萌發(fā)。1988年，美國研究人員首次實現(xiàn)了用大腦直接控制虛擬打字機。緊隨其后，瑞士研究人員實現(xiàn)了讓輪椅按人腦意識行走。2013年，英國研究人員首次開發(fā)出可用于控制飛船模擬的“腦機接口”裝置。美國研究人員又在此基礎上進行了后續(xù)改建，使得人們可通過戴在頭上的裝置控制飛船模擬飛行。如今，研究人員通過頭發(fā)絲一樣細的彈性纖維，成功地將光、電和化學信號組合傳輸?shù)酱竽X中，為實現(xiàn)大腦不同區(qū)域間的態(tài)勢感知提供了新的思路，有望進一步突破“腦機接口”信息傳輸?shù)募夹g瓶頸。

讀懂“腦語”沒那么簡單

被稱為“三磅宇宙”的人腦不僅是人體中最復雜的部分，也是一個高度復雜的信息處理中心，數(shù)以十億計的神經元通過相互連接進行信息交流，并通過整體協(xié)作來完成各種認知任務?！澳X機接口”技術要發(fā)展成熟，遇到的核心技術難點包括大腦神經生物信號采集及處理、人機高效協(xié)同等。如何高效采集到腦電信號并成功“解碼”，能否將人腦的思維活動轉換為指令信號，都考驗著涉及機械動力、機器學習、神經科學、認知科學、信息工程等相關技術領域的研究水平。

還記得在2014年巴西世界杯開幕式上，一名癱瘓少年通過大腦控制外骨骼開出的那一球嗎？之所以能夠用“意念”驅動外骨骼，正因為采用了“腦機接口”技術。“腦機接口”的主要功能就是捕捉人腦在進行思維活動時產生的一系列腦電波信號。通過對腦電波信號進行特征提取、功能分類，就能辨別人的真實意圖。不過，“腦機口”是一項復雜的交叉學科，實現(xiàn)巴西世界杯的開球一腳，足足耗費了研究人員2年時間開展技術攻關。

即便是實現(xiàn)了信號的高效采集，“腦機接口”技術還面臨著一個最大的“攔路虎”，那就是大腦本身。目前，人們對于大腦的了解依舊不深，對諸如大腦的運行方式、記憶如何形成等復雜功能更是知之甚少。伴隨著神經科學與機器學習的快速發(fā)展，未來人們有望進一步識別神經活動模式，揭示出更多“大腦的秘密”。

用“意念”決勝千里之外

你能想象，未來可以通過意念直接駕駛戰(zhàn)斗機升空作戰(zhàn)嗎？在美國國防部高級研究計劃局開展的項目中，就有這樣一個“腦洞大開”的項目。研究人員通過在人體內植入信號探針，讓全身癱瘓人士通過意念控制機械手臂，不僅實現(xiàn)了給自己喂食，甚至還能完成擊掌和豎起大拇指等動作。

研究人員隨后通過一系列復雜試驗，實現(xiàn)了通過意念在飛行模擬器上操控F-35戰(zhàn)機。此舉不需要像其他飛行員那樣進行復雜的操作培訓，這名“飛行員”只要想象自己想要怎么飛就好。

美軍從本世紀初就開始探討“腦機接口”技術在軍事領域的具體應用方式。2004年，美國國防部相繼資助多個實驗室開展“思維控制機器人”研究，還廣泛涉獵腦聽器、心靈及生理響應系統(tǒng)、無線電催眠發(fā)生器等多項“腦機接口”技術研發(fā)。目前，其研究出的“認知技術威脅預警”項目，可輔助士兵在2~3秒內識別視距范圍內100個威脅目標。2013年，美國國防部高級研究計劃局披露了一項名為“阿凡達”的研究項目，旨在通過意念遠程操控“機器戰(zhàn)士”，以代替士兵在戰(zhàn)場上完成各類作戰(zhàn)任務。

“腦機接口”技術在武器裝備發(fā)展方面具有巨大的應用潛力，它允許士兵直接通過大腦控制武器裝備，將深刻影響并改寫未來戰(zhàn)爭的游戲規(guī)則。早在2013年，美國國防部高級研究計劃局就開始自主式雙足機器人的研究，其遠程“控制端”正是士兵的大腦。目前已研制成功的腦電波遙控直升機，通過大腦信號遠程操控，躲避障礙物的成功率高達90%。研究表明，采用“腦機接口”技術，可提高作戰(zhàn)人員操控武器裝備的靈活性和敏捷性。

同時，“腦機接口”技術所賦予武器裝備“隨心所動”的智能化特征，也將進一步提高士兵戰(zhàn)場態(tài)勢感知與目標探測能力，對武器裝備發(fā)展應用、戰(zhàn)場博弈“攻防之術”產生深遠影響。