一只蝴蝶揮了揮翅膀，于是有了AI讀心術(shù)

“我的身體沉重如潛水鐘，內(nèi)心卻渴望像蝴蝶般自由飛翔?！?/p>

這句來自電影《潛水鐘與蝴蝶》的臺詞，也是前《ELLE》雜志主編、記者讓·多米尼克的真實(shí)經(jīng)歷。

讓·多米尼克中風(fēng)癱瘓后，身體的語言和運(yùn)動(dòng)功能都喪失了，他不能說話，不能自主呼吸，只剩下一只眼睛和意識可以自由活動(dòng)。在這種情況下，他還是“寫”出了一部散文集。

書是這樣完成的：助手把一個(gè)個(gè)字母依次念給讓·多米尼克，直到他眨一下眼，就把那個(gè)字母記下來……如此循環(huán)進(jìn)行，直到字母形成單詞、句子、片段，最終付梓成冊。

顯然，這個(gè)還原思維的過程十分艱辛且原始，但至少給他的靈魂留下了一絲自由遨游的可能。

而對于更多缺乏發(fā)聲能力的普通人（比如中風(fēng)患者、植物人等）來說，無法與正常人交流的他們，生命已然停滯。

技術(shù)能幫助他們“言其所不能言”，提高生活質(zhì)量嗎？

答案是肯定的?？茖W(xué)家們正試圖讓看不見摸不著的思維活動(dòng)自動(dòng)“顯形”。

通過計(jì)算機(jī)，將大腦中的所思所想轉(zhuǎn)換成語音說出來，這種“讀心術(shù)”距離現(xiàn)實(shí)究竟還有多遠(yuǎn)？

《潛水鐘與蝴蝶》（2007）劇照

AI讀心術(shù)：計(jì)算機(jī)是如何還原腦電波的？

先來潑一盆冷水，那就是想要將人想象中的單詞和句子轉(zhuǎn)換成語音，目前的計(jì)算機(jī)還做不到如此鬼斧神工的地步。

不過，已經(jīng)有研究人員成功利用AI復(fù)原了人聽到或超小聲說話時(shí)的句子。

技術(shù)的實(shí)現(xiàn)原理也并不復(fù)雜。人類的發(fā)聲運(yùn)動(dòng)是靠大腦神經(jīng)元電信號刺激下頜、嘴唇、聲帶等部位形成的。

因此，只要將相關(guān)腦區(qū)的神經(jīng)運(yùn)動(dòng)信號輸送給AI系統(tǒng)，深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)就會(huì)根據(jù)信號與相對應(yīng)的語言文字或嘴部運(yùn)動(dòng)進(jìn)行層層匹配，推斷出具體說了什么，再由語音合成器將這些信號轉(zhuǎn)換成能被聽到的語音。

那么，這項(xiàng)技術(shù)的靠譜程度如何呢？

哥倫比亞大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)家Nima Mesgarani做了一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，讓聽眾“收聽”一組與故事和數(shù)字有關(guān)的聽覺皮層數(shù)據(jù)，有75%的人能夠正確識別出該數(shù)字。

類似的實(shí)驗(yàn)在加州大學(xué)舊金山分校的研究組也成功了。癲癇患者大聲朗讀句子時(shí)的大腦活動(dòng)被記錄下來，借助深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)重建為書面語句。結(jié)果顯示，AI重現(xiàn)的句子有80%都是正確的。

既然神經(jīng)信號轉(zhuǎn)譯為書面語言被證明是可行的，下一步就是要走出實(shí)驗(yàn)室，真正幫助失聲人群“說出心里話”了。

麻省理工學(xué)院的研發(fā)人員就開發(fā)了一種植入型智能增強(qiáng)設(shè)備，由可穿戴裝置和相關(guān)計(jì)算系統(tǒng)構(gòu)成。

設(shè)備中的電極可以截取由內(nèi)部語言所觸發(fā)的下頜和面部肌肉運(yùn)動(dòng)信號，被反饋到機(jī)器學(xué)習(xí)系統(tǒng)，再由該系統(tǒng)將神經(jīng)信號與特定的文字相關(guān)聯(lián)。

使用者還可以通過骨傳導(dǎo)耳機(jī)，在不中端對話的前提下通過面部振動(dòng)，將外部信息傳遞到內(nèi)耳。

目前，根據(jù)聽眾自身定制的這種可穿戴設(shè)備，平均轉(zhuǎn)錄識別準(zhǔn)確率已經(jīng)達(dá)到92%以上！

如果說前面還屬于輔助醫(yī)療范疇，到這里就有點(diǎn)開掛的苗頭了。比如在國際象棋比賽中，選手要是戴上這樣一副耳機(jī)，不就可以不被察覺地“聽”到計(jì)算機(jī)給支招嗎？

麻省理工學(xué)院媒體實(shí)驗(yàn)室Fluid Interfaces小組的研究員Arnav Kapur演示了AlterEgo項(xiàng)目

會(huì)“讀心”的腦機(jī)：腦腦交流能成為現(xiàn)實(shí)嗎？

利用AI讀懂腦電波，這個(gè)技術(shù)不僅僅看起來很酷，更重要的是應(yīng)用空間非常巨大。

從理論層面上來說，可以不依賴于生物發(fā)聲器官來實(shí)現(xiàn)交流的目的，這就給醫(yī)療、工業(yè)、刑偵等領(lǐng)域的帶來了新的交互可能性。比如：

1.為失聲患者提供聲音。人類一旦不幸遇到中風(fēng)、腦外傷、脊髓損傷或ASL運(yùn)動(dòng)神經(jīng)細(xì)胞?。ㄊ返俜一艚鹁褪茿SL患者），大腦無法直接刺激言語產(chǎn)生，患者只能在沉默中走向死亡。如果未來大腦語音合成器被應(yīng)用，幫助失聲患者找回語言功能，對于他們的治療和生活將起到極大幫助。

2.特殊環(huán)境的工作協(xié)助。并不是所有工作環(huán)境都能保障正常分貝下的語言交流，比如飛機(jī)場內(nèi)的噴射噪音、航空母艦的駕駛艙、發(fā)電廠或印刷廠車間，以及穿著防護(hù)裝備的實(shí)驗(yàn)室等等，不是過分嘈雜就是過分沉默，很容易錯(cuò)過關(guān)鍵信息。這種特殊環(huán)境中，大腦語音轉(zhuǎn)錄技術(shù)就能夠有效解決交流不暢的問題，聾啞殘疾員工也可以與他人無障礙交流。

3.從重建聽覺到重建視覺。除了轉(zhuǎn)錄文本和語音，類似的AI神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)還可以被訓(xùn)練來恢復(fù)模糊的圖像，比如還原記憶中的面孔，應(yīng)用在刑偵破案有奇效。

4.用思維操作假肢。佩戴上語音轉(zhuǎn)錄設(shè)備之后，截肢/截癱患者只需要通過思考，就能自由控制假肢設(shè)備，這顯然比讓他們下達(dá)語音指令容易接受多了。

5.高度自動(dòng)化的智能助理。這種BCI設(shè)備的更大作用，在于可以根據(jù)人們內(nèi)心的想法直接完成多種任務(wù)，比如控制燈光、做閱讀筆記、下達(dá)VR游戲指令，甚至可以用來控制車輛。

日產(chǎn)汽車已經(jīng)推出了類似的耳機(jī)，來監(jiān)控司機(jī)的腦電波。例如，一旦檢測到司機(jī)打算踩剎車，設(shè)備會(huì)在司機(jī)做出剎車動(dòng)作之前就開始剎車，反應(yīng)時(shí)間比人工操作快了多達(dá)半秒。甚至Facebook也推出了一個(gè)讀心術(shù)項(xiàng)目，研究讓用戶如何用腦電波發(fā)送Facebook Messenger信息。

總而言之，這個(gè)極具想象力的技術(shù)，解決了一個(gè)長久以來的難題：如何化無形的意識為有形的信號，讓人類可以從身體這個(gè)“潛水鐘”的重重限制中透口氣。

不過實(shí)事求是的說，盡管技術(shù)正在慢慢走向成熟，但華美的理想要照進(jìn)現(xiàn)實(shí)，還有很長一段路要走。

不能停歇的科技之翼

盡管學(xué)界和商業(yè)界都對這個(gè)“讀心術(shù)”趨之若鶩，但在實(shí)際應(yīng)用中，這種語言轉(zhuǎn)錄的腦機(jī)接口還有很多隱患需要一一解決。

1.植入難度過大。技術(shù)推廣最直接的障礙就是，為了獲取精確的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，受試者必須通過開顱手術(shù)將電極植入大腦中的相關(guān)區(qū)域。侵入式的解決方案大大縮小了參與實(shí)驗(yàn)的積極性，在實(shí)際應(yīng)用中也會(huì)給植入者帶來排異、感染等不可預(yù)測的風(fēng)險(xiǎn)。

2.詞匯數(shù)據(jù)量不足。腦電波-語音的轉(zhuǎn)錄效果依賴于大規(guī)模的詞匯表，但每個(gè)參與者對同一語言到神經(jīng)元的映射都各有不同，因此AI系統(tǒng)學(xué)習(xí)和推斷到的結(jié)果很難被通用。只能為不同的參與者特別定制屬獨(dú)屬于他們的思維語料庫，才能保證轉(zhuǎn)錄的準(zhǔn)確性，難以大規(guī)模普及。

3.商業(yè)化難題。設(shè)備的植入難度與系統(tǒng)的定制化所帶來的大量門檻，決定了它只能在極為小眾的應(yīng)用群體中發(fā)揮價(jià)值，比如少部分重癥患者和一些狂熱極客。

4.倫理困境。即使補(bǔ)全了設(shè)備和系統(tǒng)的缺陷，想必也很少有人愿意在公眾場合戴上這樣一套設(shè)備，而別人也很難不覺得被冒犯。

這有點(diǎn)像Googleglass剛問世的時(shí)候，只有設(shè)備，卻沒有形成相對應(yīng)的行為規(guī)范，導(dǎo)致很多人擔(dān)心和質(zhì)疑其侵犯隱私。同樣的，腦電波“讀心術(shù)”是否會(huì)帶來隱私或另一種不公平呢，恐怕還需要大量的社會(huì)學(xué)研究來支撐。

總而言之，盡管“AI讀心術(shù)”很容易就讓人感受到它的社會(huì)價(jià)值和商業(yè)潛力，但應(yīng)用度上顯然還存在不少問題，想要靠腦交流，少說還有幾十年的路要走。

它帶給我們更多的，可能是作為一種高度可行性的解題思路，如果人類的肉身注定要像潛水鐘一樣緩慢地沉入深海，至少可以讓“思維”這只蝴蝶，多擁有一刻自由。

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