什么是人机界面？

人机智能之间接口的演变。

脑机接口（BCI）也称为神经控制接口（NCI），思维机接口（MMI），直接神经接口（DNL）或脑机接口（BMI）是增强功能之间的直接通信或有线大脑以及外部设备。

BCI与神经调节不同，它允许信息的双向流动。 BCI通常旨在研究，定位，协助，增强或修复人类的感觉运动或认知功能。 BCI的起源始于汉斯·伯杰（Hans Berger）对人脑电活动的发现以及脑电图（EEG）的发展。 1924年，Berger首次通过电子眼图记录法（EEG）记录人脑活动。 Berger通过分析EEG迹线来识别振荡活动，例如Alpha波或Berger波（8-13Hz）。 Berger分析了他的EEG波形图中的交替与脑部疾病的相互关系。脑电图为人类大脑活动的研究提供了全新的可能性。

加州大学洛杉矶分校（UCLA）的雅克·维达尔（Jacques Vidal）教授创造了“ BCI”一词，并出版了有关该主题的首批同行评审出版物。 Vidal在BCI社区中被公认为BCI的发明者。他在1973年发表的论文指出了“ BCI挑战” –使用脑电信号控制物体。他特别指出，或有负性变异（CNV）潜力是对BCI控制的挑战。在1977年的实验中，Vidal描述了1973年BCI挑战之后BCI的首次应用。它是计算机屏幕上类似光标的图形对象的无创性EEG（实际上是视觉诱发电位（VEP））控件。示威活动是在迷宫中进行的。

1988年，Stevo Bozinovski撰写了一份有关无创EEG控制物理物体（机器人）的报告。所描述的实验是沿着地板上画的线所定义的任意轨迹对机器人运动进行多次启动-停止-重新启动的EEG控制。跟随行的行为是默认的机器人行为，利用自主智能和自主能源。在1990年，有一份关于双向自适应BCI的报告，该双向BCI通过预期的脑电势（或有负性变负电势）控制计算机的蜂鸣器。（14）（15）该实验描述了大脑的期望状态如何表现为CNV在反馈回路中控制S1-S2-CNV范例中的S2蜂鸣器。所获得的代表大脑中期望学习的认知波被称为电子期望图（EXG）。 CNV的大脑潜力是Vidal在1973年的论文中提出的BCI挑战的一部分。

BCI与神经假体：神经假体是与神经假体有关的神经科学领域，即使用人工设备代替受损的神经系统和与大脑有关的问题或感觉器官的功能。截至2010年12月，耳蜗植入物已作为一种神经修复设备植入全球约22万人。几种神经修复设备旨在恢复视力，包括视网膜植入物。这些术语有时可以互换使用。神经修复术和BCI寻求实现相同的目标，例如恢复视力，听力，运动，交易所能力甚至认知功能。两者都使用类似的实验方法和手术技术。研究开发算法以控制运动皮层神经元重建运动的研究可以追溯到1970年代。

自1990年代中期以来，BCI一直在迅速发展。（22）几个小组已经能够通过记录来自神经集合体（神经元群）并使用它们来控制外部设备来捕获复杂的大脑运动皮层信号。最近，几家公司缩减了医疗级EEG技术（在一种情况下，NeuroSky从头开始重新构建了该技术）以创建廉价的BCI。该技术已内置在玩具和游戏设备中；其中一些玩具在商业上非常成功，例如NeuroSky和Mattel MindFlex。

由12个欧洲合作伙伴组成的联盟已完成路线图，以支持欧盟委员会为新框架计划“地平线2020”提供资金的决定。该项目由欧盟委员会资助，于2013年11月启动，并于2015年4月发布了路线图由Clemens Brunner博士领导的出版物描述了该项目以及新兴的脑机接口学会的一些分析和成就。例如，本文回顾了该项目中的工作，该工作进一步定义了BCI和应用程序，探索了最新趋势，讨论了道德问题，并评估了新BCI的不同方向。如文章所述，他们的新路线图总体上得到了扩展，并支持由Brendan Allison博士管理的Future BNCI项目的建议，该项目传达了对新兴BCI方向的极大热情。

最近的其他出版物也为新的残疾用户群体探索了BCI的未来发展方向。下面总结一些突出的示例。

1. 意识障碍（DOC）：某些人患有意识障碍（DOC）。将该状态定义为包括昏迷患者以及植物人（VS）或最低意识状态（MCS）的人。 BCI的新研究旨在以不同方式帮助患有DOC的人。一个重要的初始目标是确定可以执行基本认知任务的患者，这当然会导致他们的诊断发生变化。也就是说，某些被确诊为DOC的人可能能够处理信息并做出重要的生命决定（例如是否寻求治疗，住在何处以及他们对与他们有关的生命终结决定的看法）。
2. 运动恢复：人们可能由于多种原因（例如中风或受伤）而失去部分运动能力。几个小组研究了包括BCI在内的运动恢复系统和方法。在这种方法中，当患者根据治疗师的指示想象或尝试运动时，BCI会测量运动活动。 BCI可以提供两个好处：（i）如果BCI指示患者未正确想象运动（违规），则BCI可以告知患者和治疗师； （ii）诸如功能刺激或虚拟化身运动之类的奖励性反馈也取决于患者的正确运动图像。
3. 功能性大脑测绘：每年大约有40万人在神经外科手术过程中进行大脑测绘。对于没有药物反应的肿瘤或癫痫患者，通常需要执行此程序。（145）在此程序中，将电极放置在大脑上以准确识别结构和功能区域的位置。患者可能需要在神经外科手术中醒来，并被要求执行特定的任务，例如动手指或重复单词。这是必要的，以便外科医生只能保留所需的组织，同时保留其他区域，例如关键运动或语言区域。去除过多的脑组织可能会造成永久性损害，而去除过多的脑组织则会使潜在疾病得不到治疗，需要进行额外的神经外科手术。

因此，强烈需要改进方法和系统以尽可能有效地绘制大脑图。在最近的几篇出版物中，BCI研究专家和医学博士合作探索使用BCI技术改善神经外科标测的新方法。这项工作主要中心化在高伽玛活性上，这很难用无创手段检测到。结果导致改进了识别运动，语言和其他功能的关键区域的方法。

如今，神经技术已成为工程学中迅速发展的领域之一，技术的进步和成就听起来令人难以置信。瘫痪的人的大脑有机器人控制的肢体和计算机光标。盲人正在接受植入眼睛的植入物，这些植入物将信号发送到大脑的视觉中心。研究人员正在研究如何制造增强型可植入设备和头皮电极来记录大脑信号或将电发送到大脑以改变其功能方式。其中许多系统旨在帮助患有严重疾病和残疾的人。使用神经技术来增强日常生活能力的兴趣日益浓厚。

硅谷最有影响力的人都已准备好进入你的头脑。在过去的一年中，四个主要人物宣布了制造小玩意的计划，这些小玩意将藏在你大脑的肉质褶皱中，或者坐在头顶上，从外面阅读你的想法。埃隆·马斯克（Elon Musk）被誉为世界上最伟大的有远见者和行动者。他可以提出难以置信的雄心勃勃的技术项目，例如用于火星探测的可重复使用火箭，以及用于跨洲快速运输的隧道超环路，我们相信他可以做到。因此，他最新成立的一家名为“ Neuralink”的新公司将为医疗用途制造大脑植入物，并为健康人提供超能力，这使人们对消费者友好型神经技术时代的到来感到兴奋。

2017年4月，一个名为Wait But Why的博客报道称，该公司旨在制造可在短期内治疗严重脑部疾病的设备，最终目标是增强人类健康，有时也称为超人类主义。马斯克说，他对科幻小说“文化”中虚构Cosmos的一部分“科幻小说”的概念产生了部分兴趣，该小说系列由艾恩·班克斯（Iain M. Banks）创作，共10部小说。神经花边是可以植入颅骨的超薄网，形成了能够监测大脑功能的电极集合。它在大脑和机器之间建立了接口。它在大脑和机器之间建立了接口。

Neuralink的目标是创造一种可以植入人脑的设备，使人们可以与软件融合并与人工智能的发展保持同步。该设备将改善内存并允许与计算设备直接接口。 Neuralink希望构建神经花边，它将成为大脑的数字层并与大脑皮层协同工作。根据埃隆·马斯克（Elon Musk）的说法，人工智能的发展最终将使人类的智力远远下跌，以至于我们像宠物一样像家猫。

尽管家猫参考只是部分笑话，但所要表达的并不是笑话。我们将继续推进AI技术，而不会给自己同样的进步。这可能会影响全球范围的人们。马斯克担心AI可能会超越人类的控制点，而我们的知识不足以竞争，从理论上讲，这可能会导致人类灭绝。他提出的解决方案是：“让我们认为我们有一个AI层，边缘系统，皮质和皮质上方的第三层；第三层是数字层，可以与你的大脑共生。

他的神经束带将充当“皮层上方的数字层”，这不一定意味着广泛的外科手术插入，而是理想的是通过静脉或动脉植入。为了插入神经花边，将一个包含成交量起的网孔的细针放在颅骨内，然后注入网孔。当网状物离开针头时，它就散开了，横跨了大脑。 Charles Lieber和Guosong Hong为将BCI精细地插入大脑提供了另一种可能性。哈佛大学化学与工程学教授利伯（Lieber）和他的博士后之一洪（Hong）正在开发一种“电子网”，通过注射器将其注入大脑组织，该组织展开并与许多神经元接触。 Lieber说：“网状电子器件可以通过注射器注射精确地瞄准任何大脑区域，并与神经组织形成无缝且稳定的界面，因为它的行为与我们要研究的大脑组织非常相似。” “网状电子器件对损伤或慢性免疫反应的影响可忽略不计。”他的研究小组表明，网状结构在大脑中很稳定，可以在多个月内从单个神经元记录下来。

他指出，我们的主要弱点是我们的信息输出，我们大脑中有大量的信息输入，但是我们交易所信息或输出的速度很慢。输入和输出之间以共生方式有效地与数字智能融合的区别在于消除输入和输出约束。长期目标是通过人工智能实现“共生”，马斯克认为这是对人类的生存威胁。如前所述，具有神经花边的人的脑力将得到显着改善。这意味着人们将拥有增强的记忆力，处理能力和更出色的学习能力。按下计算机上的一个按钮，你将有可能学习一种新技能，并且可以在数秒内通过Neural Lace下载并进入你的大脑。如前所述，另一个巨大的好处是可以抵抗神经退行性疾病，例如帕金森氏症和阿尔茨海默氏病。

带来积极影响的同时，带来负面影响。艾丽莎·斯特里克兰（Eliza Strickland）谈到大脑中的神经花边网如何堵塞红细胞，这会阻碍正常的氧气流通，并导致疾病，甚至损害大脑（斯特里克兰）。但是，该理论尚未得到证明，但是一个需要解决的严重问题，因此Neural Lace可以安全使用。据坎迪斯·钱德勒（Candice Chandler）称，神经花边的另一个主要问题是伦理上的诸多涵义和带来的并发症（钱德勒）。首先，由于计算机控制了神经花边，因此有人可能会入侵神经花边。其次，有人可以将病毒下载到你的大脑中，并在理论上使黑客完全控制你的大脑。与病毒作斗争几乎是不可能的，并且可能毁了你的整个生命。此外，神经链接将从互联网收集其所有信息。这带来了许多隐私问题，因为你的想法将永远与互联网相连，因此你几乎没有隐私。

而且，这将使政府对你的生活有更多的控制权，增强他们监视你的能力，现在你的想法又是另一个巨大的隐私问题，这是不道德的。最后，由于信息是从互联网上检索的，因此神经花边可能会在不知道错误信息的情况下将错误信息传递到你的大脑。然后，你将一生都在撒谎，甚至根本不知道。尽管这些只是理论上的，但由于Neural Lace仍处于开发阶段，因此它们是巨大的负面影响，对其使用者造成严重影响。马斯克的目标是改善人类。但是，这些副作用可能会剥夺我们的人性。你是否愿意承担这些风险，以获取Neural Lace所提供的巨大的智力收益，将很快取决于你。

概括地说，“神经花边”将极大地改善人脑的力量，使人们像机器人一样聪明，甚至比没有机器人还聪明，并且还可以帮助医疗保健行业治疗无法治愈的疾病，这将证明对世界有益，并且可以全球影响。脑机接口领域现在正处于中心地位，并且被认为是技术颠覆中的下一个最大的努力和突破之一，全世界将见证“数字超级智能”的共生。

帖子什么是人机界面？首先出现在BlockDelta上。

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编译者/作者：不详

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