对标马斯克,让“钢铁侠”走入现实,这家脑机接口公司凭什么?

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对标马斯克,让“钢铁侠”走入现实,这家脑机接口公司凭什么?
麻省理工科技评论 2019-07-29

2019-07-29

而今,一家公司利用“脑机接口”技术,让高科技假肢走出荧幕,帮助残疾人士更充分和切实地回归社会。
脑机接口
而今,一家公司利用“脑机接口”技术,让高科技假肢走出荧幕,帮助残疾人士更充分和切实地回归社会。

是不是前几天被埃隆·马斯克的脑机接口公司 Neuralink 刷屏了?是不是觉得在大脑里植入芯片很神奇,但可能又从心底感到一丝丝畏惧?马斯克被大家称为“硅谷钢铁侠”,也在《钢铁侠 2》中客串出演,而正是在《钢铁侠 2》中托尼·斯塔克在国会接受问询时,对钢铁侠的描述是:一种“高科技假肢(A High Tech Prosthesis)”,引得场下众人莞尔。

而今,一家公司利用“脑机接口”技术,让高科技假肢走出荧幕,帮助残疾人士更充分和切实地回归社会。而且,这家公司所采用的“脑机接口”技术不同于马斯克的 Neuralink,选择的是非侵入的大脑信息采集模式。

“脑机接口”技术是指通过外部设备与人或动物的大脑建立直接连接通路,完成对大脑信号的采集,进而加以分析,以便帮助恢复损伤的听觉、视觉和肢体运动能力等。

科学家对于“脑机接口”的研究已持续近 50 年,而近期在该领域有越来越多的重要知识突破从实验室中走出,也开始有公司将技术转化为产品,进入市场并推广应用。

Brain Robotics 就是这样一家公司。其在“脑机接口”领域成功完成产品化,并且有雄心和志向在该领域深耕。Brain Robotics 创始人兼 CEO 韩璧丞在 2017 年入选《麻省理工科技评论》“35 岁以下创新 35 人”中国区榜单。近日,他的公司作为脑科学领域的革新者出现在 CCTV 10 科教频道播出的《创新的力量》栏目中。

图 | 韩璧丞在 CCTV 10《创新的力量》节目中的截图 (来源:CCTV)

用智能假肢敲开脑机接口应用大门

设想一下,如果有一天你在咖啡厅发现前面排队的顾客用机械手接过咖啡,或是商务会谈时对方伸出了机械手与你握手,请别太吃惊,因为这场景可能真的不远了。

Brain Robotics,利用脑机接口技术为残疾人设计出“智能假肢”。创始人韩璧丞说:“未来人们会习惯于在生活中遇见使用智能假肢的人,我的目标是让更多残疾人都用得起智能假肢。”根据中国残联推算的我国残疾人总人数及各类、不同等级的残疾人数来看,肢体残疾的人数约为 2500 万人。而韩璧丞的目标就是最终能让这些人,都可以回归社会、回归生活。

在目前的智能假肢市场上,一整套设备的价格接近 50 万元人民币,而韩璧丞将 Brain Robotics 的智能假肢目标价位定在 2 ~ 3 万元。能把价格压低的最核心原因,就是他们改变了之前智能假肢的装配和使用方式。之前类似智能假肢的产品需要一名引导师和一名培训师来帮助残疾人安装并康复,这就需要大量额外的费用,而且聚焦这一市场的美国公司数量也很有限,通常业务针对的都是军方采购,所以价格相对高昂。

今年 4 月, Brain Robotics 生产出的第一批智能假肢(20只)已经分散到世界各地作测试使用。而在 7 月初,韩璧丞接受《浙商》采访的时候表示,智能假肢在今年年底之前可实现量产,预计可达千台。

对于智能假肢会不会带来一些“超越人类、社会恐慌”等问题,韩璧丞的回答是:“我做智能假肢,目的就是帮助残疾人回归社会,目前Brain Robotics的智能假肢可以满足大概90%的正常人功能水平。超越人类?未来在技术上可能会出现,但我们不会去做。至于大众对智能假肢的接受程度,其实很多影视作品已经在侧面帮我们宣传了,就像《钢铁侠》《阿丽塔》等,慢慢人们会习惯身边有残疾人使用智能假肢参与到社会活动中来。”

从科学家转身变成“脑机接口”领域的创业者,是因为韩璧丞看到了这个领域的广阔发展空间。

“可以把脑机接口技术比作互联网,如今互联网下面包含了各个不同方向,也已催生出无数的产品,脑机接口领域未来也会如此。”韩璧丞说,所以即便埃隆·马斯克和马克·扎克伯格等人都投入到该领域的研究,但他并不担心。因为大家做的领域和方式各不相同,很难碰的上。例如 Facebook 主要研究脑红外技术和文字输出相关的内容,因为他们拥有很强的社交属性。

而且越了解脑机接口领域的人,越会对这个产业的无限可能性有一种洞察。不论谁能在该领域内做好一两件事情,那就足以成为一个行业内的“巨无霸”。韩璧丞说:“我们拥有着该领域内全世界最顶尖的科学人才,既然总会有人成为行业巨头,那为什么不是我们呢?”

“脑机接口”如何落地

韩璧丞对“脑机接口”领域和自己公司的发展充满了信心。支撑这份自信的一个重要因素,就是 Brain Robotics 背后的另一家公司 BrainCo,以及其拥有的世界顶尖科学家团队。

BrainCo 公司是由哈佛大学创新实验室孵化而成,它同时也是哈佛大学历史上第一个由中国人主导的校方孵化项目,其创始团队在信号采集材料上获得了突破。

韩璧丞在 2008 年左右开始接触“脑控机器人”项目,随着对技术的深入了解,他发现了限制“脑机接口”发展的问题,就是为了更好地采集人的脑电信息,需要在头上涂抹特制的“导电膏”。当他在哈佛大学读博士时,为了完成相关实验,一年可能要洗上千次头。

正是这个麻烦,让他当时就想到脑电接口技术如果想要落地,那一定要在信号采集方式上有所突破。而突破的关键点,就在于采集脑电信号的电极材料上。

人的大脑有 860 亿到上千亿个神经元,每当我们产生一个想法,本质上都是这些神经元在进行化学反应和电信号交互,从而产生一个振幅很微小的电压。所以采集信息,就是通过不同的方法来获取大脑中的电压差,进而通过脑电信息的变化来分析推测,寻找到和大脑思维相关性的一个逻辑。目前的信息采集方式分为两种:侵入式和非侵入式。

侵入式办法,需要先给实验对象做一个开颅手术,把信号采集器直接安放在特定的大脑皮质区上。侵入式方法的好处是采集的信号非常准确,但缺点也很明显,它对大脑存在一定的破坏性,开颅手术本身也具有相当的风险性,还有感染的可能;而非侵入式办法,只需要直接佩戴设备就可以,但问题就是采集的信号没有侵入式方法那么准确。

韩璧丞团队为了实现“脑电接口”技术的产品化,避免开颅手术等问题带来的风险,在开展非侵入式方法之初,他们选择先行攻克电极材料这一关。而当他们成功地做出属于自己的一款特殊导电材料之后,可以让实验设备以非常高的精确度来监测人的脑电信息,韩璧丞觉得是时候将脑电接口技术投入商业化了,BrainCo因此而成立。

公司创业之初,团队在研发上着实经历了一段苦日子。BrainCo 前产品经理徐光启在知乎上回忆这段时光,2016 年 5 月,他作为第一个正式的产品经理(实际上兼项目经理)加入 BrainCo,公司仅有几个员工,基本都是留学生工程师,在一个民房里办公。那时,没有产品概念,只有一块测脑电的电路板加个外壳,也没有产品应用领域的明确规划。但是,庆幸的是,韩璧丞有强大的公关和融资能力,拿到了一笔不少的投资。

目前,该公司基于在机器学习、设计和神经科学等方面的知识开发“脑机接口”产品,以便在教育、健康等领域创造关于大脑的创新应用。

“脑机接口”技术拥有非常广阔的前景,它可以检测自闭症儿童的脑电信号,通过分析辅助治疗,帮助他们康复;也可以帮助注意力缺陷多动症(ADHD)的孩子,通过神经反馈训练,让他们回归到正常学习生活。对于普通学生也可以帮助提高其专注力,加强学习能力;还可以帮助残疾人制造智能假肢,服务社会等太多可以细化的分支领域。

同时,因为人工智能近几年的发展,给韩璧丞团队在“脑机接口”领域提供了一件更加强大的 “工具”。BrainCo 公司拥有众多的顶级医学院、高校的科学家,他们有着丰富的临床经验,对神经信号、电信号所代表的内容有着深刻理解,辅以 AI 算法和技术,让他们在神经信号的生理性标注、分析等工作上有了更快的进展。

目前,BrainCo 推出的“赋思系列(Focus Series)头环”已经规模投入市场使用,主要基于“赋思脑机接口头环”对脑电信号进行检测分析,方便开展针对性的神经反馈训练,进而提高学生的专注力。对于这套训练体系,韩璧丞表示它实际来源于 19 世纪 70 年代美国宇航局为了让航天员和飞行员能够在作业期间长时间保持专注度而开始研发的训练办法。

不过,对于脑电信号的正确识别,实非易事。主要有两个制约因素:其一,非侵入式方法从大脑外获取信号,限制颇多,如噪音、佩戴姿势等都可能影响信号;其二,脑电信号存在因人而异的问题。有业内人士认为,这实际上给非侵入式脑电识别设定了“天花板”,无论工程师怎么努力,最后会有一些障碍无法超越。至于头环带来的效果,是来自于“心理暗示”还是依靠脑电信号训练,也有很多人处于怀疑中。

市场拓展:让专业的人去做专业的事

今年,BrainCo 的脑电产品已经成功走进美国国家航空航天局,NASA 把 BrainCo 的产品列为 2019 年的年度认可技术,这也是第一个中国人做的产品和企业被 NASA 放在了官网上。同时,他们团队把产品给了美国举重队、意大利方程式车队进行试用,都得到了对方的认可。在这三方都认可了他们的产品和技术之后,直接帮助 BrainCo 打开了美国学校和各机构的市场。

图 | NASA 网站上介绍 BrainCo 头环的文章 (来源:NASA)

目前,BrainCo 的总部位于美国波士顿哈佛大学的校园内,中国总部位于浙江杭州,同时在北京、深圳也均有分部。国际市场的销售,主要由美国总部负责。在中国的杭州总部负责软件和算法的研发,北京主要负责业务对接,而深圳则负责产品的生产制造。

对于公司在中国市场的发展,韩璧丞表示从“脑机接口”产品中得到的启示就是:让专业的人去做专业的事。

在国内市场的开拓任务,韩璧丞就交给有着丰富营销推广经验的人。比如原金立副总裁俞雷,他在 2018 年 12 月加入了 BrainCo,基本上 BrainCo 在国内的营销体系是靠他建立的,目前也得到了很好的回报。

关于怎样将俞雷“挖”到 BrainCo,韩璧丞笑称他是“守株待兔”的。在去年,俞雷跟着北大的EMBA班到哈佛游学,有活动到 BrainCo 参观,当时就有同事向他们一行人介绍了“脑机接口”的项目和产品。等送走他们之后,负责讲解介绍的同事回来煞有介事地说道:“刚有个人比老板还有信心,说这产品要是他来操盘,可以卖到一百亿!”韩璧丞很好奇,就打听了下是谁,之后就有朋友介绍,请俞雷吃顿饭,互相了解熟悉后就很自然地邀请他加入 BrainCo。

目前在国内市场,“赋思头环”已经在一些学校、教育机构产品投入了测试使用,针对“C 端”的产品也步入市场,被越来越多的家长使用。至于未来发展,韩璧丞认为教育类产品的特性,就是一定要基于样板,当产品在一家学校或教育机构取得成功之后,在不同的地方进行复制就可以了。

对 BrainCo 的未来预期,韩璧丞表示要让它成为“脑机接口”领域里类似 Google、阿里和腾讯这样的,成为一个“巨头”平台公司,而后会在下面不断地形成部门、子公司来去做相应不同的产业。

诚然,随着现代科技的不断发展,层出不穷的新技术可能都会带来一些新的“社会风险”,人们对“脑机接口”产品的接受程度还有待提高。但“风险”本身并不是“危险”或“灾难”。

未来,当“脑机接口”的产业发展至一定规模,更多的应用出现在人们身边的时候,相应的监管也势必随着发展而出现。

【题跋专访】韩璧丞:生活的另一种可能

《麻省理工科技评论》中文版与 FT 中文网联合发起了全球科技商业一线决策者社区,韩璧丞作为社区成员之一,接受了 FT 中文网的联合采访,以下是采访精华(有基于愿意的修改)。

题跋派:可以分享一下您创业的过程和遇到的困难吗?

韩璧丞:BrainCo 是一个总部位于波士顿的脑机接口(Brain-Computer-Interface, BCI)公司。我们研发了一种人工智能科技,它可以让大脑和外部电子设备连接交互。我在本科的时候主要研究的是精密仪器研究,那是第一次接触了脑部机器人这一项目,当时就对这个技术感到非常震惊,因为可以通过大脑的想象来控制外部机械的动作。我发现脑机接口技术其实是一个打破人们和外界沟通的新的方式,相当于可以直接读取到大脑的不同的状态。因此,我在 2014 年读博士的时候决定以公司的形式来做这个事情,并有幸在哈佛创新实验室完成 BrainCo 的孵化。

我觉得其实脑机接口技术它并不被很多人所认可,比如四五年前,我们刚做这个技术的时候,大多数人都认为我们不会成功。包括很多投资人都认为我们让一个残疾人通过想象来动他的一根手指去写字或者去弹钢琴是特异功能。由于看不到希望,在最开始的时候有一些技术过硬的专业人士也相继离开公司。但是我始终坚信这是可以成功的,大家的怀疑来源于两点,第一个是因为大家对这个技术的不了解,第二个是很多人会把这个技术妖魔化。就像一开始电视机被发明出来的时候,有人觉得这是一个魔法,把人封在一个小盒子里,并不愿意接受甚至还充满敌意。脑机接口技术也一样,很多人给孩子使用了我们教育类的产品后,孩子的成绩确实提高了,他们会开始思考这个过程带来的副作用。当我们给残疾人使用改良假肢,他们不清楚这个产品的构造,也会有这个顾虑。但是这些对我们都不重要,我们希望的是创造出一些真正的技术,能够解决这些人的问题。

题跋派:可否给我们介绍一下你们公司在教育领域的产品?

韩璧丞:脑机接口技术整个的投资非常大,针对 80% 的学生存在注意力不集中这一问题,BrainCo 有一项教育领域的产品名为“赋思头环”(“Focus”)。这是全球首款取读与提升注意力的头环,它可以通过测量学生的脑电波,把这些信号转化成注意力指数,实时跟踪学习者的注意力情况,从而达到帮助提升教育质量和成果。


这款产品会结合课程,让使用者完成 21 天的训练,只要按照指导方式,就会养成保持专注的习惯,能够保持稳定发挥,提高学习效率。首先会让使用者做一个冥想,让他很快地静心,同时会用一个像游戏一样的方式,提高专注度,从而进入一个非常兴奋的状态,然后再保持二十五分钟左右非常高效的状态学习,平时每天会出一个报告。

目前这款产品已经在 15 个国家使用了,帮学生养成一个非常高效的习惯,我们也在今年终于得到了 NASA 的认证,NASA 在他们的官网上也报道了我们的这个技术,也做了大量测试,投入了很多精力。而且美国奥林匹克运动队宣布正式跟我们公司合作,训练他们的奥林匹克运动员,训练他们保持专注平和,即便是比赛的时候也拥有正常状态。

题跋派:为什么会想到做假肢?贵公司的人工智能对残疾人有哪些帮助?

韩璧丞:2016 年 6 月,有一个 MIT 的本科生到我们公司实习,他在以前做实验的时候把右手炸没了,公司的同事和他关系很好,用脑机接口的技术帮他做了一只手。他戴着这个手去 MIT 上课,引起了很多人的关注。但三年前我们的手还非常粗糙,只是做了一个塑料的东西,用头环去控制它,做简单的抓握。尝试让我们发现假肢非常难做,因为人手是人体中最复杂的器官,需要完成每天工作中 95% 以上的复杂操作。

传统的智能假肢基本上只能完成开和握这两个动作,可它的价格达到 6 万美金左右,大概 50 万人民币。而我们通过研究开发,使假肢价格大幅下降。这款产品今年超越了世界三大假肢厂,获得了今年 CES 的最佳创新奖。到目前为止,这个手已经开始正式产品化,目前也帮助了很多残疾人回归到日常生活中。

可以说这是世界上最灵活的手,不仅可以做开和握的姿势,利用脑机接口的技术,可以活动每一根手指。

我们是用一套 AI 的算法来做训练,相当于是用 AI 替代了训练师的角色,不需要很大的人力成本。再者,虽然传统医疗器械的利润空间很大,但我们公司下定决心不赚钱,希望可以把这个作为公益项目。残疾人没有支付能力,本身就处于一个极度非正常生活的状态,他们收入也不高,赚他们的钱没有任何意义。

题跋派:您在面对其他大公司竞争时心态是什么样的?

韩璧丞:其实大公司是有主业的,像谷歌的主业是做搜索,微软的主业是做系统,所以这些大公司无非就是组建一个部门,招一些人去做。而我们不一样,我们 70 个科学家都是最顶级的科学家,可能工资给的要比微软还要高。像微软这样实力的大公司肯定要比我们小公司强,但是他们这个部门绝对比不过我们。如果让他们的团队跟我们的脑机接口领域团队 PK,我们一定是可以完胜他们的。但是可能其他大公司会有一百个这样的部门,不过世界上顶级的脑机接口实验室一共就 14 个,研究这个领域的专家也非常少。在 BrainCo 我们至少有 10 名博士生可以去做教授,但是他们放弃了做教授,来到 BrainCo 去做底层技术。包括《麻省理工科技评论》去年评了 35 岁以下科技创新 35 人,我们也是唯一一个代表脑机接口进入这个领域的人。

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