To The Moon

經濟觀察報 記者 馮慶豔 “腦機接口是一個朝陽賽道，現在可能處於爆發的前夜，”12月15日，北京腦陸科技有限公司（下稱“腦陸科技”）CTO羅竣文接受經濟觀察報記者專訪時說，“這兩個月，國外有兩家腦機接口的公司誕生了。這兩家技術等各方面都比較強。未來不久，企業誕生速度會變大，可能會十幾家、幾十家的企業誕生。” 腦機接口技術發端於上世紀六七十年代，很多創業企業卻是在最近五到十年才成立的。而如今羅竣文已擁有超過10年腦機接口和類腦計算研發經驗。 2022年初，羅竣文從阿里巴巴轉戰至腦陸科技這家創業公司。“因爲腦陸科技做的非侵入式腦機接口的賽道，是我一直想做的，”羅竣文說。 “我的整個職業生涯，都圍繞在腦機接口和類腦智能，這個大的賽道上去進行的。”羅竣文說。“那是因爲，一路走下來，每一次做選擇，我都讓自己在這一個賽道里去生根”。 生根 羅竣文進入腦機接口這個賽道，有着偶然性。“那源自於我讀博士的第一年，我與我的博士老師無意間聊起來一個話題，我們都非常感興趣，很快就定了那個比較有意思的研究課題。”羅竣文對記者回憶稱，“這個課題開啓了我的腦機接口生涯，算是機緣巧合。”那是2010年，羅竣文在英國紐卡斯爾大學微電子專業讀博士。 羅竣文口中的有意思的研究課題是，能否用電子電路代替生物神經的功能。最開始，羅竣文拿一些非脊柱動物，比如螃蟹，做一些基礎性概念驗證的研究。“我們把螃蟹的胃部神經的一些細胞殺死，然後用電子電路設計實現兩個人造的電子神經元，利用dynamicclamp技術把它們和螃蟹的胃部神經相連，看能不能恢復螃蟹受損的生物神經功能。”羅竣文說。然後羅竣文他們又在小鼠上，做一些小腦皮層關於時間機制的神經電路探索。這一研究持續了四年之久。2014年至2018年，又是一個四年，羅竣文迎來了他腦機接口生涯的關鍵時刻。“2014年，我接手了一個英國比較大的腦機接口項目，是做一個腦植入芯片，來治療癲癇疾病的研究，”羅竣文告訴記者。 “這是我對腦機接口，有一個比較細緻瞭解的核心階段。”羅竣文回憶說，因爲這個項目涉及到了材料、芯片、算法、動物實驗、系統集成，醫學以及醫療設備過審等方方面面。 羅竣文他們做了一個腦植入芯片，放在頭部皮層，同時有一個胸腔控制器放在胸腔的位置，這樣植入芯片可以實時檢測腦電波，一旦發現了癲癇這種前兆，芯片就會給出光刺激，然後讓大腦從異常狀態回覆到正常狀態。“它完全是一個從0～1的過程，任何東西都只是在PPT上的一個圖，”羅竣文告訴記者，“從最開始的器件選型算法設計，到材料兼容的測試，再到動物實驗，還要做設備記錄、人體測試，以及怎麼保證系統的穩定性。”最後這項工作於2022年發表在NatureBiomedicalEngineering上。 羅竣文補充稱，裏邊有非常多的細節問題，親身做了纔會知道。“它讓我比較細緻的瞭解到，腦機接口植入式整個系統的原理，和怎麼去搭建它。” 項目中，羅竣文他們遇到了許多困難，一個最核心的困難就是叫artifact（人工僞跡），即系統怎樣能閉環保持同時信號記錄和進行光刺激，而互相不受影響。 “這個問題當時困擾了我們很久，因爲信息系統太複雜了，所以這裏面涉及方方面面的一些因素，可能是光刺激、光材料的因素，也可能是LED不方便封裝或電路設計的問題。正因爲此，當時我們做了很深入的測試和研究，實驗才慢慢確定這個問題。”羅竣文說。言辭間，他透着科研人員一絲不苟的氣質。 緊接着，問題又出現了。設備做好了，怎麼運用它的有效性，羅竣文他們需要在活體動物上去做，這就牽扯到怎樣很好的把設備植入動物體內，以保證它比較穩定的運行。“這也牽扯到與神經科學和醫學院的同學們，一起去做交流，去分析。”羅竣文告訴記者。 2018年，羅竣文去了美國，之後又去了阿里巴巴做類腦計算領域。雖然有點偏離腦機接口的主賽道，但也在領域大範圍內，他大概工作了兩三年。直到2020年他來到了腦陸科技。 發芽 非侵入式和侵入式，這是腦機接口的兩個主流發展方向。至於羅竣文爲何選擇非侵入式，他認爲，是根據兩個方向的技術特點來決定的。 羅竣文告訴記者，侵入式最核心的優勢是，能採集到非常高的信號精度，可做很多重要的醫療應用，比如對腦疾病、眼睛失明、癱瘓、癲癇等的治療。“但它有很多基礎性的科學問題需要解決，比如怎麼把芯片植入腦子裏10年，怎麼保證芯片對生物組織不會產生腐蝕或者保證兼容性，怎麼保證無線充電，怎麼保證電極插的位置是穩定的，算法的穩定性，還有材質、時間週期等的問題。”“非侵入式的一個好處是，不需要開顱，只需貼在頭皮上，但採集的信號精度比較弱，它擁有相對成熟的產業鏈，應用範圍也比較廣，我們認爲它的落地週期也會比較短，我們可以用新的算法範式來彌補弱信號精度的問題。這正是我們所看重的。”羅竣文說。 羅竣文透露，他們核心的研發重點就是，依賴於這些粗糙的一級信號連接，得到想要的信息，來做殺手級應用落地。 “我們採取了一種新的技術途徑，用神經動力學加AI的範式去做一級信號解碼。”羅竣文說。 “一種新的意念交互的技術方式，在將來會成真。”羅竣文表示，人和外界的信息傳輸效率，指數高了很多倍的話，生產力和交流又不一樣。 過程充滿波折。這是一個複雜的系統，先是團隊配合上遇到了問題，這在同事們一起努力下克服掉了。然後又進入到下個問題，比如藍牙穩定性的問題；還有硬件屏幕閃爍率的問題；以及算法延遲的問題等等。“這些都是在研發過程中碰到的，碰到了，就一起坐下來想核心的技術方案。然後討論選擇出一個最可行的方案去實施，再去做測試。之後項目進行到了下一個步驟，再開始，接着又會遇到新的問題。今天是算法，明天是硬件，後天是電機……”羅竣文告訴記者。 羅竣文感受到，“這是一個個周而復始的週期，所以堅持第一，還要有熱情，因爲它是需要厚積薄發的。” 羅竣文透露，公司研發的產品工程樣機已誕生，目前在內部調試優化，可能2023年會投入到市場中。 井噴前夜 2022年馬斯克讓猴子以“意念打字”，這使得腦機接口技術引發外界關注。羅竣文認爲，這類似於2016年阿爾法狗戰勝職業圍棋棋手那次，是一種產業發展的信號。它表徵了技術到了一個新階段，可以做一個成熟的應用出來了。“現在可能正處於一個行業井噴期爆發前的臨界點上。” 羅竣文看到，非侵入式的落地場景有很多，比如視覺交互功能，就是把視覺注意力轉換成控制虛擬界面的數字命令，這樣就不需要手或語音了。“眼睛只需要盯在想按的按鍵上，就會自動按上了。”羅竣文說，“這一交互技術，需要一個很高精度的一級信號解碼技術，來保證它的延遲，保證它的準確率，還要保證它的穩定性。” 另外它可成爲下一代的XR(擴展現實)的交互技術。虛擬世界裏，有很多選項要人去做選擇，現在是語音或手勢，第三種則是通過視覺注意力的交互。這種交互顯然更有效，它直接把人的大腦注意力轉化成控制命令，而不需要傳導至手臂。這也更有隱私性，更高效，也更具有沉浸感。 羅竣文看到，國內外起跑線基本齊平，當然國外的科研實力相對先進一點。目前國內有很好的氛圍去做技術交流，也正有更多的資本參與進來，政府扶持力度也很大。這就有了一個很好的土壤，讓人們去做創新合作和新技術的發展。 羅竣文稱，未來五到十年間，應該能真正誕生殺手級應用。