2017年3月，硅谷科技風(fēng)向標(biāo)埃隆·馬斯克宣布創(chuàng)辦Neuralink公司，計(jì)劃在4年內(nèi)開發(fā)出首個(gè)用于治療腦部疾病的腦-機(jī)接口產(chǎn)品，未來(lái)將開發(fā)高生物相容性的植入神經(jīng)接口，實(shí)現(xiàn)人工智能植入人腦，取代人類的自然語(yǔ)言交流，實(shí)現(xiàn)顛覆性的智能人機(jī)接口技術(shù)。

4月，F(xiàn)acebook創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官馬克·扎克伯格曝出了其秘密B8計(jì)劃中開展的腦-機(jī)接口研究，預(yù)期在18個(gè)月內(nèi)研制出可每分鐘輸入100個(gè)字的腦控拼寫器原型系統(tǒng)，最終力圖實(shí)現(xiàn)意識(shí)控制一切。

當(dāng)很多人對(duì)人工智能還懵懵懂懂時(shí)，一個(gè)被認(rèn)為是人工智能下一個(gè)風(fēng)口的“黑科技”——腦-機(jī)接口（Brain-Computer Interface, BCI）已悄然來(lái)臨。

怎樣讀懂“腦語(yǔ)”？怎樣打通大腦與機(jī)器之間的聯(lián)結(jié)？人類能用意念控制一切嗎？是否有一天可以將智慧直接植入大腦？帶著這些問(wèn)題，新華網(wǎng)科技頻道記者獨(dú)家專訪了天津大學(xué)醫(yī)學(xué)工程與轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)研究院院長(zhǎng)、天津神經(jīng)工程國(guó)際聯(lián)合研究中心主任明東教授，聽他講述“三磅宇宙”與人工智能之間的神秘通道。

1、目前，在人工智能的整體概念下，有哪些細(xì)分的研究方向？

人工智能（Artificial Intelligence，AI）是研究、開發(fā)用于模擬、延伸和擴(kuò)展人類智能理論、方法、技術(shù)及應(yīng)用系統(tǒng)的一門新興技術(shù)科學(xué)。1955年被譽(yù)為人工智能之父的美國(guó)計(jì)算機(jī)、認(rèn)知科學(xué)家約翰.麥卡錫（John McCarthy）提出人工智能概念為“制造智能機(jī)器的科學(xué)與工程（the science and engineering of making intelligent machines）”。人工智能旨在深入學(xué)習(xí)了解人類智能的實(shí)質(zhì)運(yùn)作機(jī)理并參照人類大腦中樞神經(jīng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能目標(biāo)以人類智能相似方式對(duì)外部事物做出反應(yīng)及處理，由此創(chuàng)新一種具備人類相近甚至超越其功能的智能化計(jì)算技術(shù)與自動(dòng)化機(jī)器設(shè)備，實(shí)現(xiàn)比人力更高效率的功能產(chǎn)出效果或獲得更理想的精神文化享受。該領(lǐng)域研究包括文字解讀、圖像識(shí)別、語(yǔ)言翻譯、專家系統(tǒng)和智能機(jī)器人等。人工智能從誕生以來(lái)，理論和技術(shù)日益成熟，應(yīng)用領(lǐng)域也不斷擴(kuò)大，可以設(shè)想，未來(lái)人工智能帶來(lái)的科技產(chǎn)品，將會(huì)是人類智慧的大“寶庫(kù)”并極有可能與人類智能融合。可以說(shuō)，人工智能是當(dāng)代全世界最具顛覆性創(chuàng)新前景的高科技領(lǐng)域。

近幾年我們經(jīng)常在科技新聞中見到諸如無(wú)人駕駛、智能醫(yī)療、智能助理、聊天機(jī)器人、工業(yè)機(jī)器人、圍棋高手阿爾法狗（AlphaGo）等報(bào)道，這些都是人工智能技術(shù)在相關(guān)領(lǐng)域中的應(yīng)用，也代表了人工智能應(yīng)用研究的最新前沿方向。而這些尖端科技背后是以眾多具體的人工智能技術(shù)作為支撐，如機(jī)器感知（包括機(jī)器視覺(jué)、模式識(shí)別、自然語(yǔ)言處理等）、機(jī)器行為（包括智能機(jī)器人、智能控制、智能檢索、智能調(diào)度與指揮等）、機(jī)器學(xué)習(xí)（包括符號(hào)學(xué)習(xí)、神經(jīng)學(xué)習(xí)、數(shù)據(jù)挖掘和知識(shí)發(fā)現(xiàn)等）、計(jì)算智能（包括神經(jīng)計(jì)算、進(jìn)化計(jì)算、模糊計(jì)算等）、人工心理與人工情感等細(xì)分研究方向，這些都是人工智能研究一直在努力的方向。

近些年，伴隨我們對(duì)大腦認(rèn)識(shí)的不斷深入，以模擬和拓展大腦功能為主要途徑的人工智能技術(shù)研究獲得重要進(jìn)展，如深度學(xué)習(xí)、神經(jīng)芯片、大規(guī)模仿腦計(jì)算等。特別是由于神經(jīng)接口技術(shù)的進(jìn)步，以融合機(jī)器智能和生物智能為主要途徑的人機(jī)混合智能被公認(rèn)為將是未來(lái)人工智能進(jìn)化的最終極目標(biāo)。并且，通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和人們對(duì)群體智能行為認(rèn)識(shí)的深入，未來(lái)人工智能和人機(jī)智能將向著網(wǎng)絡(luò)化、協(xié)同化、群體化發(fā)展。

2、您的主要研究方向是神經(jīng)工程學(xué)，在這一研究領(lǐng)域，人工智能發(fā)揮著怎樣的作用？

神經(jīng)工程學(xué)（Neural Engineering，NE）是一門利用生物醫(yī)學(xué)工程（Biomedical Engineering，BME）技術(shù)實(shí)現(xiàn)理解、補(bǔ)充、修復(fù)、拓展、增強(qiáng)、以至于替代神經(jīng)系統(tǒng)功能的學(xué)科，其最終目標(biāo)是通過(guò)神經(jīng)系統(tǒng)和人造設(shè)備間的信息交互與功能整合來(lái)修復(fù)和增強(qiáng)人體效能。

人工智能作為一門新興信息科學(xué)技術(shù)，可對(duì)神經(jīng)工程的發(fā)展起到重要支撐與推動(dòng)作用。人工智能技術(shù)能夠幫助解決神經(jīng)工程研究中遇到的諸多具體難題，比如從高維度空間解析人類大腦的工作原理：通過(guò)神經(jīng)成像獲取的大腦結(jié)構(gòu)和功能成像數(shù)據(jù)可借助人工智能技術(shù)進(jìn)行深度學(xué)習(xí)與特征分析，從而揭示人類視覺(jué)、語(yǔ)音處理、圖像識(shí)別、語(yǔ)言交流等其它技術(shù)難以發(fā)現(xiàn)的規(guī)律和現(xiàn)象。而通過(guò)神經(jīng)工程技術(shù)查明的人類大腦運(yùn)行機(jī)制又能夠?qū)﹂_發(fā)新的人工智能技術(shù)提供研發(fā)思路，包括人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、類腦芯片等仿腦計(jì)算的軟硬件技術(shù)即是其典型示例。

總之，人工智能是神經(jīng)工程最親近的學(xué)科領(lǐng)域，也是其研究開發(fā)的最得力工具，能夠有效促進(jìn)其技術(shù)的發(fā)展；同時(shí)二者又相輔相成，神經(jīng)工程技術(shù)的新發(fā)現(xiàn)、新成果又可及時(shí)應(yīng)用于人工智能理論研究和技術(shù)開發(fā)、有力推動(dòng)其新發(fā)展。

3、腦-機(jī)接口技術(shù)在臨床康復(fù)、人機(jī)交互、航空航天等領(lǐng)域有巨大的應(yīng)用價(jià)值。我們知道，目前的醫(yī)學(xué)研究已發(fā)現(xiàn)超過(guò)500種神經(jīng)系統(tǒng)疾病，這些疾病給患者及其家庭帶來(lái)很大負(fù)擔(dān)。目前，腦-機(jī)接口技術(shù)給患者帶來(lái)了怎樣的福音？

腦-機(jī)接口（Brain-Computer Interface, BCI）可以說(shuō)是神經(jīng)工程領(lǐng)域最重要的一張“名片”，一直是其領(lǐng)先發(fā)展、重點(diǎn)研發(fā)的前沿?zé)狳c(diǎn)。BCI通過(guò)解碼大腦活動(dòng)信號(hào)獲取思維信息，實(shí)現(xiàn)人腦與外界直接交流，能夠?yàn)闅埣踩颂峁┎灰蕾囃庵苌窠?jīng)和肌骨系統(tǒng)的人機(jī)交互技術(shù)，幫助殘疾病人恢復(fù)正常生活、重建其對(duì)生活和康復(fù)的信心。例如腦控智能輪椅、腦控打字機(jī)、腦控機(jī)械外骨骼、腦控智能假肢等均是以腦-機(jī)接口為核心技術(shù)。例如，2014年巴西世界杯足球大賽上，28歲截癱青年朱利亞諾?平托憑借身穿的“機(jī)械戰(zhàn)甲”為世界杯開球，電視解說(shuō)員激動(dòng)地稱：“平托行走的一小步，成為腦-機(jī)接口技術(shù)發(fā)展的一大步?！保浞终宫F(xiàn)了神經(jīng)工程與腦-機(jī)接口的魅力。正如上述報(bào)道中專家所言，神經(jīng)疾病患者的康復(fù)原來(lái)是一個(gè)難以翻越的高山，而腦機(jī)接口則為這個(gè)領(lǐng)域打開了非常光明的前景。

國(guó)內(nèi)BCI典型應(yīng)用成果如基于腦電BCI打字機(jī)能夠快速準(zhǔn)確用腦電信號(hào)撥通電話號(hào)碼、BCI控制的電動(dòng)輪椅可為下肢殘疾病人提供代步工具等。2014年和2015年由天津大學(xué)神經(jīng)工程團(tuán)隊(duì)研制的兩款“神工”系列人工神經(jīng)康復(fù)機(jī)器人系統(tǒng)可為腦中風(fēng)患者提供新型的腦-機(jī)-體主動(dòng)交互康復(fù)訓(xùn)練技術(shù)，目前已通過(guò)國(guó)家藥監(jiān)局（CFDA）檢測(cè)，在天津、山東等多地三甲醫(yī)院臨床試用成功，受益患者超數(shù)千例。這些技術(shù)均為肢體殘缺或癱瘓病人帶來(lái)了新的康復(fù)希望，使他們有望重新自身恢復(fù)或借助機(jī)械外骨骼、智能假肢等技術(shù)重建肢體運(yùn)動(dòng)功能。

對(duì)外信息交流是人類生活中最重要的基本活動(dòng)。然而神經(jīng)系統(tǒng)疾病因素可能會(huì)使患者部分或完全喪失對(duì)外語(yǔ)言交流能力，甚至不能通過(guò)視聽感官或肢體動(dòng)作與外界溝通，以致其行為意圖無(wú)法得到有效表達(dá)。如肌萎縮性脊髓側(cè)索硬化癥、脊髓損傷、腦卒中（俗稱中風(fēng)）等常見多發(fā)神經(jīng)系統(tǒng)疾病會(huì)阻礙患者行為控制神經(jīng)通路、造成對(duì)外信息交流功能障礙，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)谷梭w完全喪失思維表達(dá)或行為控制能力。該類病患人群極易失去與外界進(jìn)行信息交流溝通的能力，進(jìn)而成為自我閉鎖的個(gè)體。因此，修復(fù)或改善該類病人運(yùn)動(dòng)或交流功能，幫助其與外界環(huán)境進(jìn)行有效信息交流溝通，或探索研究能替代大腦常規(guī)依賴外周神經(jīng)與肌肉系統(tǒng)對(duì)外交流方式的人機(jī)交互新模式，具有顯然重要的創(chuàng)新意義。

目前主要存在三種修復(fù)或替代大腦常規(guī)對(duì)外信息交流能力的可能途徑。第一種：利用功能尚存的神經(jīng)通路或肌肉取代已受損神經(jīng)通路或肌肉。如，患者可以通過(guò)眼動(dòng)、手勢(shì)或肢體動(dòng)作與外界進(jìn)行交流對(duì)話，但該途徑只能用于有限場(chǎng)合。

第二種：通過(guò)檢測(cè)受損神經(jīng)或肌肉部位的殘存活動(dòng)功能來(lái)制定具體的外部設(shè)備替代方案，如神經(jīng)假手可以用來(lái)幫助脊髓損傷患者恢復(fù)手部功能，但其功能恢復(fù)狀況極大地受限于原殘存功能。

第三種：為大腦提供全新的無(wú)需依賴常規(guī)外周神經(jīng)與肌肉系統(tǒng)的對(duì)外交流通道，此即腦-機(jī)接口（BCI）用武之地。

大腦思維活動(dòng)提供了可檢測(cè)的反映心理或行為特征的神經(jīng)電生理信號(hào)（可經(jīng)頭皮電極、皮層表面電極或皮層內(nèi)部植入式等多種傳感器拾?。?。BCI通過(guò)解碼這些特征腦電信號(hào)獲得大腦思維意圖信息，再由工程技術(shù)手段將其轉(zhuǎn)換成可用于控制外部設(shè)備工作的指令信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)無(wú)需常規(guī)外周神經(jīng)與肌肉系統(tǒng)參與、按大腦思維意圖照辦的對(duì)外信息交流與互動(dòng)。因此，BCI技術(shù)的出現(xiàn)與發(fā)展不僅為上述殘障人群帶來(lái)了全新的功能康復(fù)希望，而且也為健康人士開拓了前所未有的人機(jī)交互新天地。

在神經(jīng)康復(fù)或輔助醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，腦-機(jī)接口機(jī)器人可以幫助肢體運(yùn)動(dòng)障礙患者提高他們的生活質(zhì)量，如：(1)信息交流：BCI機(jī)器人可以幫助殘疾人使用電腦、撥打電話等；(2)環(huán)境控制：BCI機(jī)器人可以幫助殘疾人或老年人控制輪椅、家庭電器開關(guān)等；(3)康復(fù)護(hù)理：BCI康復(fù)機(jī)器人可以幫助殘疾人或失去運(yùn)動(dòng)能力的病患或老年人進(jìn)行主動(dòng)康復(fù)訓(xùn)練，BCI護(hù)理機(jī)器人可以從事基本護(hù)理工作，提高殘疾人或老年人的生活質(zhì)量。

此外，腦-機(jī)接口技術(shù)還對(duì)航空航天等領(lǐng)域有巨大的應(yīng)用價(jià)值，能夠?yàn)楹教靻T等特殊人群提供肢體約束環(huán)境下的“第三只手”和神經(jīng)功能層面融合的自適應(yīng)自動(dòng)化人機(jī)協(xié)作，幫助他們完成更多更復(fù)雜的工作任務(wù)。2016年在我國(guó)天宮二號(hào)與神州十一號(hào)載人飛行任務(wù)中，天津大學(xué)神經(jīng)工程團(tuán)隊(duì)與中國(guó)航天員訓(xùn)練中心合作開展了世界首次在軌腦-機(jī)交互實(shí)驗(yàn)即是為對(duì)實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的成功嘗試。

4、腦-機(jī)接口技術(shù)目前在全球范圍內(nèi)的研究進(jìn)展怎樣？取得了哪些最新成果？我國(guó)的研究在全球處于怎樣的水平？

早期腦-機(jī)接口應(yīng)用主要面向殘疾人群，用于替代或輔助殘缺或癱瘓肢體的運(yùn)動(dòng)功能，幫助他們恢復(fù)生活能力。近十幾年來(lái)，腦-機(jī)接口快速拓展其應(yīng)用領(lǐng)域，已在眾多領(lǐng)域顯示出廣闊應(yīng)用前景。尤其在軍事、航天等特殊環(huán)境場(chǎng)合，腦-機(jī)接口能夠發(fā)揮其不可替代的優(yōu)勢(shì)作用，這也是美國(guó)國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局（DARPA）等機(jī)構(gòu)大力支持發(fā)展BCI技術(shù)的重要原因。近十年來(lái)，以DARPA為代表的軍事技術(shù)研究機(jī)構(gòu)在BCI領(lǐng)域的投入持續(xù)增加，其熱度尤其在各國(guó)“腦計(jì)劃”陸續(xù)啟動(dòng)之后更為明顯。

除高新科技、軍事場(chǎng)景外，BCI技術(shù)也逐步走入民眾生活。在醫(yī)療領(lǐng)域，BCI技術(shù)在腦外傷、肢體殘疾、神經(jīng)系統(tǒng)疾病等患者的康復(fù)和功能重建中已經(jīng)發(fā)揮著重要作用。此外，BCI系統(tǒng)應(yīng)用在神經(jīng)機(jī)制研究及有效性評(píng)價(jià)方面具有顯著優(yōu)勢(shì)，主要在于BCI對(duì)神經(jīng)功能活動(dòng)的測(cè)量和反饋使人腦運(yùn)作過(guò)程變得可觀察，為此，國(guó)外紛紛開展面向人腦信息解讀與調(diào)控相關(guān)技術(shù)產(chǎn)品研發(fā)。例如，2017年4月Facebook創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官馬克?扎克伯格（Mark Zuckerberg）在年度開發(fā)者大會(huì)上曝出了其秘密B8計(jì)劃中開展的BCI研究，預(yù)期在18個(gè)月內(nèi)研制出可每分鐘輸入100個(gè)字的腦控拼寫器原型系統(tǒng)，最終力圖實(shí)現(xiàn)意識(shí)控制一切；素有科學(xué)狂人之稱的埃隆?馬斯克（Elon Musk）2017年初也宣布創(chuàng)辦全新的Neuralink公司，將在4年內(nèi)開發(fā)出首個(gè)用于治療腦部疾病的BCI產(chǎn)品，未來(lái)長(zhǎng)遠(yuǎn)計(jì)劃是開發(fā)高生物相容性的植入神經(jīng)接口，以實(shí)現(xiàn)人工智能植入人腦，并取代人類的自然語(yǔ)言交流、實(shí)現(xiàn)顛覆性的智能人機(jī)接口技術(shù)。未來(lái)，伴隨虛擬現(xiàn)實(shí)、機(jī)械外骨骼、經(jīng)顱電磁刺激等外設(shè)技術(shù)的發(fā)展為BCI控制應(yīng)用提供了更多可能，凸顯了人-機(jī)智能交互的優(yōu)越前景，且將BCI技術(shù)植入到人們?nèi)粘ｋS身攜帶的智能手機(jī)、可穿戴設(shè)備內(nèi)是必然發(fā)展趨勢(shì)。

相比于歐、美等發(fā)達(dá)國(guó)家，我國(guó)在BCI方面的研究雖起步稍晚，但得力于國(guó)家大力支持，近些年來(lái)發(fā)展勢(shì)頭良好、速度迅猛，也取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，無(wú)論在民用或國(guó)防領(lǐng)域都顯示出不俗的研究潛力，尤其在航天、康復(fù)等領(lǐng)域，我國(guó)BCI研究涌現(xiàn)了一批突出的技術(shù)成果。例如實(shí)現(xiàn)了目前世界上最快的視覺(jué)誘發(fā)BCI技術(shù)，創(chuàng)造了平均325比特/分鐘的最高信息傳輸速率記錄；實(shí)現(xiàn)了國(guó)際最大指令集的復(fù)合運(yùn)動(dòng)想象BCI技術(shù)并率先應(yīng)用于中風(fēng)病人的臨床康復(fù)；開展了國(guó)際首例航天在軌BCI的空間適用性測(cè)試及應(yīng)用研究。包括清華、華南理工、國(guó)防科大、電子科大、浙大、華東理工、上交大、西交大、北師大以及天津大學(xué)等在內(nèi)的很多國(guó)內(nèi)高校和研究機(jī)構(gòu)的BCI團(tuán)隊(duì)均在基礎(chǔ)技術(shù)和應(yīng)用研究中有優(yōu)秀的成果。從總體上看，我國(guó)的BCI技術(shù)已與國(guó)際保持同步發(fā)展，部分領(lǐng)域甚至處于國(guó)際領(lǐng)先地位。

5、下一步，腦-機(jī)接口技術(shù)研究和應(yīng)用的發(fā)展方向何在？在不遠(yuǎn)的將來(lái)，還可能取得哪些突破性的進(jìn)展？會(huì)怎樣改變?nèi)藗兊纳睿?/strong>

從近中期和長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展兩個(gè)方面來(lái)看：腦-機(jī)接口未來(lái)近中期將主要圍繞解決現(xiàn)有BCI技術(shù)瓶頸和提高解碼信息維度兩個(gè)方向發(fā)展，而長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展趨勢(shì)則是從目前腦-機(jī)單向“接口”進(jìn)化為雙向“交互”并最終“智能”融合。即：近中期需攻克刺激范式依賴性難題，擺脫現(xiàn)有強(qiáng)視覺(jué)（或聽覺(jué)）刺激調(diào)制弊端（被動(dòng)式、易疲勞），改用感覺(jué)意念（主動(dòng)式、隨意放松）、多模態(tài)（眼電、肌電、心率和近紅外光譜等多生理信號(hào)組合）誘發(fā)范式實(shí)現(xiàn)高準(zhǔn)確性、大指令集、快速無(wú)創(chuàng)BCI技術(shù)；還需提高BCI解碼信息維度，即從現(xiàn)有低維度離散信息（一維或二維視聽）解碼擴(kuò)展至更復(fù)雜（多組分、高維度）、更自然交互所需信息（視圖、記憶、語(yǔ)言等高級(jí)思維）解碼的BCI技術(shù)。要特別指出的是，除努力改進(jìn)無(wú)創(chuàng)腦電信號(hào)采集、處理技術(shù)之外，植入式BCI（將檢測(cè)電極埋入大腦皮層組織內(nèi)）因其所得皮層腦電信源優(yōu)質(zhì)而將是一個(gè)重要發(fā)展方向，并依賴于植入電極模式取得突破性改進(jìn)。

從長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展來(lái)看，現(xiàn)有BCI技術(shù)主要是單向解讀大腦信息，尚難以顧及其將來(lái)必須建立起人腦智能與人工智能、生物智能與機(jī)器智能之間有機(jī)交互融合的最終目標(biāo)。因此，BCI技術(shù)最重要的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展趨勢(shì)將是從目前腦→機(jī)單向“接口”（interface）進(jìn)化為腦?機(jī)雙向“交互”（interaction）并最終實(shí)現(xiàn)腦※機(jī)完全“智能”融合（intelligence），將生物智能的模糊決策、糾錯(cuò)和快速學(xué)習(xí)能力與人工智能的快速、高精度計(jì)算及大規(guī)模、快速、準(zhǔn)確的記憶與檢索能力結(jié)合，從而發(fā)展出更先進(jìn)的人工智能技術(shù)，并組建由人腦與人腦及與智能機(jī)器之間交互連接構(gòu)成的新型生物人工智能網(wǎng)絡(luò)，必將徹底改變現(xiàn)有人類與智能機(jī)器之間的關(guān)系，為人類創(chuàng)造出前所未有的智能信息時(shí)代新生活。

作為一種構(gòu)建人腦與外界直接信息交互聯(lián)系的新技術(shù)，腦-機(jī)接口正在向與我們生活息息相關(guān)的眾多方面拓展其應(yīng)用領(lǐng)域，如智能醫(yī)療、智能家居、智能娛樂(lè)等近年來(lái)均出現(xiàn)了非常有創(chuàng)新意義的研究開發(fā)。隨著這些技術(shù)的不斷進(jìn)步，可以想見未來(lái)BCI將如現(xiàn)在的鼠標(biāo)、鍵盤一樣非常普遍地應(yīng)用于各種需要人機(jī)交互的場(chǎng)合。

近年在多媒體和娛樂(lè)領(lǐng)域，出現(xiàn)了一種新穎的BCI應(yīng)用模式：將BCI技術(shù)與虛擬現(xiàn)實(shí)（virtual reality, VR）相結(jié)合，構(gòu)成基于虛擬現(xiàn)實(shí)的腦-機(jī)接口（BCI-VR）新形式。實(shí)現(xiàn)BCI與VR相結(jié)合的最簡(jiǎn)單方式是設(shè)計(jì)一個(gè)可為用戶提供身臨其境的3D虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境和可現(xiàn)場(chǎng)傳感反饋以便實(shí)時(shí)使用的BCI系統(tǒng)。BCI-VR新技術(shù)一出現(xiàn)即在兩個(gè)層面上顯示出意外情景效果和誘人應(yīng)用前景。一方面，BCI作為BCI-VR系統(tǒng)的輸入設(shè)備，革新了傳統(tǒng)VR系統(tǒng)輸入方式，可能徹底改變與虛擬環(huán)境（virtual environments, VE）互相影響的方式；同時(shí)，BCI比傳統(tǒng)VR系統(tǒng)輸入方式更直觀，可視為類似觸覺(jué)傳感與VE進(jìn)行交互與控制。另一方面，VR技術(shù)在BCI系統(tǒng)中成為非常有用的信息反饋工具。與BCI的傳統(tǒng)簡(jiǎn)單反饋模式（屏幕顯示伸縮變化的2D色條以反映大腦思維信息輸出）相比，VE則能為BCI用戶提供更積極主動(dòng)、更豐富多彩、更具激勵(lì)性的情境反饋（與大腦思維信息輸出密切關(guān)聯(lián)）模式。因此，VR反饋可以提高BCI的可學(xué)習(xí)性并縮短訓(xùn)練時(shí)間，而且VE可作為BCI用戶在實(shí)地使用之前最廉價(jià)、最逼真、最可靠、最安全的訓(xùn)練和測(cè)試場(chǎng)景。BCI-VR新技術(shù)的出現(xiàn)不僅使其傳統(tǒng)用戶－殘障病人大為受益，而且得到廣泛健康大眾用戶的特別歡迎，有望成為智能游戲和時(shí)尚娛樂(lè)的新寵。鑒于BCI-VR新技術(shù)能兼取BCI與VR各自所長(zhǎng)，同時(shí)又相得益彰，開拓了這兩種技術(shù)的結(jié)構(gòu)改造與應(yīng)用革新之路，展示出一片腦科學(xué)信息時(shí)代的新生活天地，給人以無(wú)限遐想。

盡管目前腦-機(jī)接口技術(shù)水平尚處于幼兒發(fā)育成長(zhǎng)期，但作為人機(jī)交互的新生一代，確信其未來(lái)發(fā)展?jié)摿o(wú)限。猶如早年發(fā)明的蒸汽機(jī)車僅能以比馬車還慢的蝸速爬行，而今時(shí)速300公里的高速列車已飛馳在大江南北，成為最重要的交通工具。眾所周知，二十一世紀(jì)是腦科學(xué)的時(shí)代，世界主要科技強(qiáng)國(guó)均啟動(dòng)了目標(biāo)宏大的“腦計(jì)劃”，腦-機(jī)接口技術(shù)將伴隨腦科學(xué)的發(fā)展而成長(zhǎng)壯大，相信未來(lái)BCI將成為新一代顛覆性信息技術(shù)，成為融合人腦智能和人工智能不可分割與替代的堅(jiān)固橋梁。

6、腦-機(jī)接口這項(xiàng)神奇的技術(shù)使意念控制從科幻成為現(xiàn)實(shí)，您有沒(méi)有擔(dān)心過(guò)未來(lái)機(jī)器會(huì)操控人類的意識(shí)？機(jī)器會(huì)不會(huì)控制地球、引發(fā)戰(zhàn)爭(zhēng)和災(zāi)難？人類應(yīng)該如何思考和面對(duì)此類問(wèn)題？

人工智能的本質(zhì)是對(duì)人類思維信息過(guò)程的模擬。該思維模擬可以由兩個(gè)途徑進(jìn)行：一是結(jié)構(gòu)模擬，仿照人腦結(jié)構(gòu)機(jī)理、制造出“類人腦”的機(jī)器；二是功能模擬，直接模擬人類思維功能、創(chuàng)建新的智能機(jī)器?，F(xiàn)代電子計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生與發(fā)展便是對(duì)人腦思維信息過(guò)程與功能的模擬及創(chuàng)新，即師從人類而（某些功能）高于人類。前不久，機(jī)器人阿爾法狗大勝全球圍棋名段高手即為一例。

人工智能已在機(jī)器視覺(jué)、指紋識(shí)別、人臉識(shí)別、視網(wǎng)膜識(shí)別、虹膜識(shí)別、掌紋識(shí)別、專家系統(tǒng)、自動(dòng)規(guī)劃、智能搜索、定理證明、博弈、自動(dòng)程序設(shè)計(jì)、智能控制、機(jī)器人學(xué)、語(yǔ)言和圖像理解、遺傳編程等諸多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。例如，人工智能對(duì)自然科學(xué)研究的幫助不言而喻，尤其在需要使用高性能數(shù)學(xué)計(jì)算工具解決科學(xué)問(wèn)題研究中所發(fā)揮的作用為人類望塵莫及，而更重要的是人工智能反過(guò)來(lái)有助于人類自身智能發(fā)展的突破。與此同時(shí)，人工智能也對(duì)人類生活、知識(shí)、政治與經(jīng)濟(jì)、科學(xué)與技術(shù)各方面帶來(lái)巨大且深刻的影響，甚至引發(fā)安全問(wèn)題。典型意見是，有學(xué)者認(rèn)為讓計(jì)算機(jī)擁有智商很危險(xiǎn)，它可能會(huì)反抗人類。這種隱患也在多部科幻電影中出現(xiàn)過(guò)并引發(fā)倫理道德議論。2017年4月，著名英國(guó)物理學(xué)家史蒂芬 威廉 霍金（Stephen William Hawking）在北京舉辦的全球移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)大會(huì)上做了視頻演講，再次強(qiáng)調(diào)：人工智能也可能是人類文明的終結(jié)者。演講中霍金重申人工智能崛起要么是人類最好的事情，要么就是最糟糕的事情。他認(rèn)為，人類需警惕人工智能發(fā)展威脅。因?yàn)槿斯ぶ悄芤坏┟撾x束縛，以不斷加速的狀態(tài)重新設(shè)計(jì)自身，人類由于受到漫長(zhǎng)的生物進(jìn)化限制，將無(wú)法與之競(jìng)爭(zhēng)，從而被取代。

另一方面，人工智能深入各行各業(yè)，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、帶來(lái)巨大效益的同時(shí)也引發(fā)勞務(wù)就業(yè)問(wèn)題（不僅讓很多藍(lán)領(lǐng)工人失業(yè)，且令不少下層白領(lǐng)丟職），造成社會(huì)結(jié)構(gòu)劇烈變化；人工智能為人類文化生活提供嶄新的高智能交互娛樂(lè)模式與手段也對(duì)社會(huì)有潛移默化的深遠(yuǎn)影響，如今計(jì)算機(jī)游戲中的人工智能應(yīng)用已深入到各大游戲制造商的研發(fā)中和刻印進(jìn)玩家腦海里。伴隨著人工智能和智能機(jī)器人的發(fā)展，人類可能遲早不得不面對(duì)討論人工智能很可能觸及社會(huì)倫理底線的敏感難題。人工智能發(fā)展前景廣闊，但同時(shí)它又模糊了物理現(xiàn)實(shí)與主觀感受的心理界限，衍生出錯(cuò)綜復(fù)雜的倫理、法律和安全問(wèn)題，需要及早預(yù)防、提前布局，審慎應(yīng)對(duì)、避免沖突，免得措手不及。

回過(guò)頭來(lái)冷靜考慮，目前人工智能雖已在個(gè)別領(lǐng)域取得了矚目成就，但相對(duì)人腦高級(jí)智能而言在諸多方面仍然相差甚遠(yuǎn)，基本上仍然處在通過(guò)大量樣本的深度學(xué)習(xí)解決非常具體問(wèn)題的階段，其學(xué)習(xí)、容錯(cuò)、模糊決策等能力尚難與人腦匹敵，更少有人類情感、自我認(rèn)知等高等智能特征?？梢灶A(yù)見，人工智能這些方面在今后很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)難以達(dá)到或超越人腦，將來(lái)更大可能是人工智能與人腦智能有機(jī)融為一體，成為新一代的賽博人（Cyberman，人機(jī)復(fù)合），人工智能將成為未來(lái)人類自身密不可分的有益智產(chǎn)而非傷身資材。

與人工智能相似，神奇的腦-機(jī)接口技術(shù)使意念控制從科幻成為現(xiàn)實(shí)，也引發(fā)了不少對(duì)未來(lái)BCI技術(shù)廣泛深入應(yīng)用不良后果的擔(dān)心。甚至有人擔(dān)心BCI需記錄操作者腦電活動(dòng)信息，若在上網(wǎng)時(shí)使用，可以被黑客盜取用戶神經(jīng)活動(dòng)模式、猜出用戶密碼，個(gè)人財(cái)產(chǎn)信用等將受到侵犯…，但其實(shí)冷靜思考這個(gè)問(wèn)題，會(huì)發(fā)現(xiàn)它與目前登陸互聯(lián)網(wǎng)可能被黑客盜取用戶密碼類似，風(fēng)險(xiǎn)還都處于可控的范圍。

如前述，面對(duì)人工智能、腦-機(jī)接口新技術(shù)的蓬勃發(fā)展，人類如何趨利避害確是值得認(rèn)真思考的重要問(wèn)題。近年來(lái)，人工智能技術(shù)在醫(yī)療、安全等一些關(guān)乎人類福祉的領(lǐng)域取得了很多突破性進(jìn)展，但同時(shí)也不乏一些國(guó)家或機(jī)構(gòu)將人工智能或腦-機(jī)接口技術(shù)用于進(jìn)攻性、殺傷性武器研發(fā)的報(bào)道，一旦毫無(wú)情感的智能機(jī)器被用于戰(zhàn)場(chǎng)、或者被不法恐怖分子掌握，將給人類帶來(lái)沉重禍害。這是人類當(dāng)前即應(yīng)認(rèn)真思考和面對(duì)的問(wèn)題，須及早達(dá)成全球共識(shí)、提前防范。

眾所周知，任何一項(xiàng)新興技術(shù)常是兼有利害得失的雙刃劍。人類已從數(shù)千年文明發(fā)展歷史吸取了諸多切身教訓(xùn)，只能因勢(shì)利導(dǎo)、合理利用和發(fā)展新技術(shù)，讓人工智能、腦-機(jī)接口更多地為人類和社會(huì)發(fā)展謀福利，同時(shí)建立健全的相關(guān)法律法規(guī)共同遵守，防止技術(shù)被不法分子利用，使之造福人類而無(wú)禍害。

7、您認(rèn)為，未來(lái)人類的哪些職業(yè)最可能被人工智能代替，而哪些職業(yè)又是人工智能在短時(shí)間內(nèi)無(wú)法取代的？

目前，在一些工業(yè)生產(chǎn)或生活領(lǐng)域逐漸替代人工的主要是是機(jī)器人技術(shù)。機(jī)器人是一種半自動(dòng)化的機(jī)器，是人工智能技術(shù)的具體應(yīng)用和體現(xiàn)。智能機(jī)器人與一般機(jī)器人不同，它具備一些與人或生物相似的智能能力，如規(guī)劃能力、感知能力、協(xié)同能力和動(dòng)作能力，是一種具有高層次人工智能的自動(dòng)化機(jī)器。

機(jī)器人現(xiàn)在已經(jīng)被廣泛地用于生產(chǎn)和生活的許多領(lǐng)域，按其擁有的智能水平一般被認(rèn)為可以分為三個(gè)層次：(1)傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人，只能死板地按規(guī)定程序工作，不管外界條件有何變化，機(jī)器人皆不能對(duì)程序與所做工作進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。若要改變工作就必須人為地調(diào)整程序，因此并無(wú)智能可言。(2)初級(jí)智能機(jī)器人，具有像人那樣的感受、識(shí)別、推理和判斷能力。可以根據(jù)外界條件的變化在一定范圍內(nèi)自行修改程序，即相應(yīng)地對(duì)自己性能做一些調(diào)整。不過(guò)，修改程序的原則需由人預(yù)先給以規(guī)定。這種初級(jí)智能機(jī)器人已擁有一定的人工智能，雖然還沒(méi)有自動(dòng)規(guī)劃能力，但該智能機(jī)器人也開始走向成熟，達(dá)到實(shí)用水平。(3)高級(jí)智能機(jī)器人，與初級(jí)智能機(jī)器人一樣具有感受、識(shí)別、推理和判斷能力，同樣可以根據(jù)外界條件的變化在一定范圍內(nèi)自行修改程序。所不同的是修改程序的原則不必由人規(guī)定，而是機(jī)器人已擁有一定的自動(dòng)規(guī)劃能力，能自己安排所需做的工作。這種具有高級(jí)人工智能的機(jī)器人可以無(wú)需人的照料完全獨(dú)立工作，故稱為高級(jí)自律智能機(jī)器人并也已開始走向?qū)嵱谩?/span>

所謂智能機(jī)器人即是集人工智能技術(shù)于一身的機(jī)器，能進(jìn)行自我控制的獨(dú)特“活物”。其實(shí)這個(gè)自控“活物”并無(wú)像真人那樣微妙而復(fù)雜的器官結(jié)構(gòu)，有的只是具備視覺(jué)、聽覺(jué)、觸覺(jué)、嗅覺(jué)等功能的各種內(nèi)外信息傳感器。除感受器外，它還有各種能作用于周圍環(huán)境的效應(yīng)器（如同人體筋骨肉）或稱自整部電機(jī)以使機(jī)器人的手、腳、眼鼻口、觸角等動(dòng)起來(lái)。更為重要的是，智能機(jī)器人之所以視為有智能，是因?yàn)樗哂泻馨l(fā)達(dá)的“大腦”。在智能機(jī)器人腦中起作用的是中央計(jì)算機(jī)，這種計(jì)算機(jī)能夠理解人類語(yǔ)言、分析出現(xiàn)情況、可以安排行為且具有自適應(yīng)能力。這樣的智能機(jī)器人稱之為“類腦智能機(jī)”。二十一世紀(jì)是智能革命的時(shí)代。以腦科學(xué)為主導(dǎo)、人工智能技術(shù)為核心的高科技將掀起一次新的智能技術(shù)革命。特別是智能技術(shù)、生物技術(shù)與納米技術(shù)相結(jié)合，研制具有生物特征的類腦智能機(jī)，將是二十一世紀(jì)高新技術(shù)革命的突破口。智能技術(shù)革命是實(shí)現(xiàn)人工智能的轉(zhuǎn)換與利用，將開啟并創(chuàng)造人類智能社會(huì)后文明史。因此，人工智能與人類智能不存在簡(jiǎn)單的替代關(guān)系，可以說(shuō)人工智能是人腦智能的擴(kuò)展、延伸和補(bǔ)充，人工智能應(yīng)該與人類智能協(xié)同配合，通過(guò)人機(jī)智能融合來(lái)共同提高社會(huì)生產(chǎn)效率。

以目前的技術(shù)水平，人工智能可以從事的工作大致有兩類：一類是簡(jiǎn)單重復(fù)性低智能工作，如現(xiàn)有的汽車自動(dòng)裝備生產(chǎn)線上藍(lán)領(lǐng)工作或棉紡廠操作紡紗織布機(jī)工人工作，皆可由人工智能機(jī)器人頂崗代替；另一類是需要處理大量信息、不容有過(guò)失的高智商工作，比如醫(yī)院影像科的看片醫(yī)生、公交或高鐵司機(jī)以至飛行員等崗位，一旦出錯(cuò)就可能造成醫(yī)療事故、交通傷害、飛機(jī)失事等不良后果或重大災(zāi)害，則目前人工智能在短時(shí)間內(nèi)尚無(wú)法取代，僅可由人工智能輔助完成，一方面可有效減輕人的勞動(dòng)負(fù)擔(dān)，另外也能取得更高工作績(jī)效。上述兩類職業(yè)皆不可完全脫離人的智能管理作用，尤其在人工智能無(wú)法完全勝任的關(guān)鍵工作環(huán)節(jié)上仍需要一定的人為高智商干預(yù)。

而對(duì)于需要?jiǎng)?chuàng)造性智慧的職業(yè)，如高等教育的教學(xué)與科研，目前尚無(wú)跡象顯示有人工智能機(jī)器人欲取代高校教師，至少短時(shí)期難以被機(jī)器人頂崗。比如高校教師所從事的科研工作，很難想象智能機(jī)器人能夠獨(dú)立構(gòu)思科研課題、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果、撰寫研究論文，當(dāng)然一些人工無(wú)法完成的大數(shù)據(jù)復(fù)雜計(jì)算、大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)精密測(cè)試分析等還需要由專門智能機(jī)器人來(lái)輔助完成，不僅為減少人的工作量，而且是必須發(fā)揮智能機(jī)器人的專長(zhǎng)。但目前已有意向引進(jìn)人工智能幫助教師答疑解題、批改作業(yè)、閱卷判分，甚至參與網(wǎng)絡(luò)講課助教，尤其近年人氣旺盛的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)“大規(guī)模開放在線課程”（Massive Open Online Course）、簡(jiǎn)稱慕課（MOOC），可能會(huì)成為率先被智能機(jī)器人替代的教學(xué)職位?？梢韵胍?，隨著人工智能技術(shù)的高度發(fā)展，那些無(wú)需很高學(xué)歷教育背景、專業(yè)知識(shí)要求明確、崗位職責(zé)界限清晰的職業(yè)被智能機(jī)器人頂崗的可能性較大，如旅館飯店服務(wù)人員甚至大堂部門經(jīng)理、金融保險(xiǎn)窗口客服人員以至門店經(jīng)理均有可能被智能機(jī)器人替代；而那些故步自封、保守求穩(wěn)、不努力上進(jìn)、少改革創(chuàng)新的自由職業(yè)人（如作家、畫家、音樂(lè)家等）也有被智能機(jī)器人創(chuàng)作水平所超越而存在淘汰危險(xiǎn)；只有高學(xué)歷教育背景培育下且不斷努力學(xué)習(xí)、更新知識(shí)結(jié)構(gòu)、不斷改革創(chuàng)新的教育家、科學(xué)家和發(fā)明家的職業(yè)將不會(huì)被人工智能所替代，因?yàn)檎撬麄冊(cè)诓粩啻龠M(jìn)人工智能發(fā)展，也在不斷提升人類智能水平、開發(fā)新的智能機(jī)器人，造就了未來(lái)智能社會(huì)的熱門職業(yè)。

人工智能新技術(shù)的出現(xiàn)，必然會(huì)填充一些智能含量雖不很高但社會(huì)需求量較大的職業(yè)（如各種生產(chǎn)線上重復(fù)簡(jiǎn)單操作的裝配工）崗位，也促使低效益、少需求的職業(yè)（如現(xiàn)有各類商業(yè)經(jīng)營(yíng)促銷客服人員）退出歷史舞臺(tái)，同時(shí)也會(huì)催生新職業(yè)（如會(huì)借助人工智能自由創(chuàng)作的新式文學(xué)家、美術(shù)家、音樂(lè)家等）。正因?yàn)槿绱巳祟惒拍苓M(jìn)入更高文明的智能社會(huì)。

8、放眼整個(gè)人工智能技術(shù)的研究，您對(duì)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)有怎樣的預(yù)期？發(fā)展的重點(diǎn)方向何在？

2017年7月8日國(guó)務(wù)院發(fā)布的《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》特別指出我國(guó)人工智能未來(lái)以類腦智能、混合智能、協(xié)同智能、群體智能等前沿技術(shù)為重點(diǎn)發(fā)展方向。

類腦智能致力于采用硬件和軟件技術(shù)模擬人腦的工作原理以實(shí)現(xiàn)人類水平的智能系統(tǒng)，將人腦記憶、推理和注意等認(rèn)知機(jī)制相關(guān)的神經(jīng)計(jì)算模型應(yīng)用于人工智能算法和硬件系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)從神經(jīng)元到神經(jīng)細(xì)胞集群再到全腦認(rèn)知功能的模擬，發(fā)展可自適應(yīng)的類腦學(xué)習(xí)方法和認(rèn)知結(jié)構(gòu)，構(gòu)建更高效能的新一代人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，開發(fā)全新的神經(jīng)形態(tài)芯片、類腦計(jì)算機(jī)、神經(jīng)機(jī)器人及類腦智能機(jī)器人。

混合智能則著力于融合生物智能與人工智能，充分利用各自優(yōu)點(diǎn)，發(fā)展“人在回路”的混合增強(qiáng)智能、人機(jī)智能共生的行為增強(qiáng)與腦-機(jī)智能協(xié)同、人機(jī)群組協(xié)同和腦-機(jī)組網(wǎng)等新型智能技術(shù)，結(jié)合協(xié)同智能、群體智能技術(shù)，最終實(shí)現(xiàn)借助人工智能突破生物智能的局限，發(fā)展出兼有生物智能與人工智能優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的新型智能形態(tài)。

因此，未來(lái)人工智能將是以類腦技術(shù)、腦科學(xué)技術(shù)、腦機(jī)智能融合技術(shù)為核心，從微觀到宏觀、從結(jié)構(gòu)到功能全面模擬和融合生物智能的全新智能形態(tài)。

最后引用數(shù)句在今年5月25日在上海的中國(guó)腦-機(jī)接口學(xué)組成立儀式上所致的《苦晝短》賀詞，作為對(duì)人工智能與腦機(jī)接口發(fā)展的思考與感言：

“飛光飛光，勸爾一杯酒。吾不識(shí)青天高，黃地厚，唯見科技輪轉(zhuǎn)，來(lái)解人憂。勞心則肥，勞力則瘦。人智安在，機(jī)智何有。意動(dòng)若可感，交互通接口。吾將傳所思，達(dá)所謀，使之心想事成，役物使就，自然人工合一，生機(jī)重構(gòu)?！?/span>

來(lái)源：新華網(wǎng)