當人機交互邁向新紀元:腦機接口與AR/VR/MR的狂飆之路

從手機到 “頭盔”:交互終端的變革猜想?

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在當今數字化時代,智能手機無疑是我們生活中不可或缺的一部分。它集通訊、娛樂、辦公等多種功能于一身,成為了人們與外界交互的主要窗口。然而,隨著科技的飛速發展,智能手機作為主要交互終端的局限性也逐漸顯現出來。?

從交互方式上看,盡管智能手機的觸摸屏交互已經相當成熟,但仍然受限于屏幕尺寸和操作方式。例如,在進行復雜的辦公操作時,小小的屏幕難以提供足夠的操作空間,虛擬鍵盤的輸入效率也遠不及實體鍵盤;在沉浸式體驗方面,手機屏幕的顯示效果無法與專業的顯示設備相比,難以滿足用戶對于虛擬現實(VR)、增強現實(AR)等沉浸式體驗的需求。從功能拓展角度而言,手機的硬件性能雖然不斷提升,但由于其體積和功耗的限制,在處理一些對計算能力要求極高的任務時,顯得力不從心。?

而近年來興起的 AR/VR/MR 設備,為我們展現了一種全新的交互終端形態,有望打破智能手機的局限。蘋果公司一直以來都在 AR/VR 領域積極探索,雖然其相關產品尚未大規模普及,但從一系列的專利申請和媒體爆料來看,蘋果在這方面的技術儲備不容小覷。有消息稱,蘋果正在研發的 AR 眼鏡可能配備先進的顯示技術和交互功能,如高精度的眼球追蹤、手勢識別等,能夠實現更加自然、直觀的人機交互。?

Meta(原 Facebook)更是在 AR/VR 領域投入了大量資源,旗下的 Oculus 系列 VR 頭顯在消費市場取得了不俗的成績。Meta Quest 3 等產品,憑借出色的沉浸式體驗、豐富的內容生態以及不斷優化的交互技術,吸引了眾多消費者。不僅如此,Meta 還發布了 AR 智能眼鏡 Meta Orion,采用先進的 MicroLED 投影技術和獨特的分體式設計,帶來了前所未有的交互體驗。?

除了蘋果和 Meta,其他科技巨頭也紛紛布局這一領域,谷歌曾推出過谷歌眼鏡,雖然初代產品未能大規模普及,但為后續的 AR 眼鏡發展提供了寶貴的經驗;微軟的 HoloLens 系列混合現實頭顯,在企業級市場和專業領域得到了廣泛應用,為工業設計、教育、醫療等行業帶來了新的解決方案。?

非侵入式腦機接口:進展與突破?

在人機交互的變革浪潮中,腦機接口技術無疑是最受矚目的焦點之一。其中,非侵入式腦機接口憑借其獨特的優勢和廣泛的應用前景,正逐漸嶄露頭角,成為推動人機交互發展的重要力量。?

非侵入式腦機接口主要通過放置在頭皮表面的電極來采集大腦活動產生的電信號,也就是腦電波。這些腦電波攜帶著大腦的各種信息,包括思維、情感、運動意圖等 。與侵入式腦機接口相比,非侵入式腦機接口具有諸多顯著優勢。它無需進行手術,極大地降低了感染、出血等風險,安全性更高;使用起來也更加便捷,用戶只需佩戴相應的設備,即可輕松實現大腦與外部設備的交互,大大降低了使用門檻。?

在醫療康復領域,非侵入式腦機接口已經取得了令人矚目的進展。許多因中風、脊髓損傷等原因導致癱瘓的患者,通過非侵入式腦機接口技術,重新獲得了一定的運動能力。患者佩戴腦電采集設備,當他們產生運動意圖時,大腦會發出特定的腦電信號,這些信號被設備采集后,經過計算機的分析和處理,轉化為控制指令,驅動外部的康復設備,如機械臂、下肢外骨骼等,幫助患者完成肢體運動。這種康復訓練方式不僅能夠促進患者神經功能的恢復,還能提高他們的生活自理能力和康復信心。?

同濟大學附屬養志康復醫院開設了腦機接口康復專病門診,引進腦機接口康復設備。患者通過佩戴腦機帽捕捉大腦電信號,將其 “翻譯” 成計算機可識別指令,驅動智能手套帶動肢體運動,幫助腦卒中患者進行康復訓練,改善手部精細動作功能。?

在游戲領域,非侵入式腦機接口同樣展現出了巨大的潛力,為玩家帶來了前所未有的沉浸式體驗。上海巖山科技旗下的巖思類腦研究院,基于穩態視覺誘發電位原理,成功運用非侵入式腦機接口方式,在游戲《黑神話悟空》上實現了連續、精準的操控。玩家無需借助傳統的鼠標、鍵盤、手柄等外設,只需通過大腦發出的信號,就能控制游戲角色的動作,真正實現了 “意念操控”,這種創新的游戲交互方式,讓玩家仿佛身臨其境,極大地提升了游戲的趣味性和挑戰性。?

除了醫療康復和游戲領域,非侵入式腦機接口在智能家居、教育、軍事等領域也有著廣闊的應用前景。在智能家居系統中,用戶可以通過腦機接口設備,用大腦信號控制家電設備,實現更加智能化、便捷的生活體驗;在教育領域,教師可以利用腦機接口技術,實時了解學生的學習狀態和注意力集中程度,從而調整教學策略,提高教學效果;在軍事領域,士兵可以通過腦機接口與武器裝備進行交互,實現更快速、精準的作戰指令傳達,提升作戰效率。?

新交互時代下的隱憂:隱私、意識與身份之問?

隨著腦機接口技術的不斷發展和應用,一系列深刻的問題也隨之而來,這些問題涉及隱私、意識和身份等多個層面,引發了人們對技術發展倫理邊界的深入思考。?

隱私問題無疑是腦機接口技術面臨的首要挑戰。腦機接口通過采集大腦信號來實現人機交互,而這些大腦信號中蘊含著豐富的個人隱私信息,如個人的思想、情感、記憶、欲望等。一旦這些信息被泄露或濫用,后果不堪設想。在未來,若黑客成功入侵腦機接口系統,他們或許能獲取用戶最隱秘的想法,窺探用戶的記憶,甚至操控用戶的情緒和行為。比如,黑客可以利用獲取的腦機接口數據,實施精準的詐騙,或者將用戶的隱私信息用于非法商業目的,這將對個人的尊嚴、自由和安全構成嚴重威脅。?

從技術層面來看,腦機接口設備與外部設備之間的數據傳輸通常依賴無線網絡,而無線網絡存在諸多安全漏洞,容易被黑客攻擊。腦機接口設備的操作系統和應用程序也可能存在安全隱患,黑客可以通過攻擊這些漏洞,獲取對設備的控制權,進而竊取大腦信號數據。此外,一些腦機接口設備在數據存儲和管理方面存在不足,數據容易被非法訪問和篡改。?

腦機接口技術的發展也對人類的意識和身份認知產生了巨大的沖擊。當大腦與機器實現深度連接,我們不禁要問:人類的意識是否還能保持獨立和純粹?我們如何界定自己的身份?是基于生物學意義上的個體,還是基于大腦與機器融合后的新形態?如果通過腦機接口可以植入他人的記憶或知識,那么個體在進行自我內省時,可能會陷入混亂,難以分辨哪些是自己 “天生” 的思想和情感,哪些是 “后天” 添加的。這種對自我認知的混淆,可能會導致個體身份認同的危機,引發一系列心理和社會問題。?

在倫理層面,腦機接口技術的發展模糊了人與機器的界限,挑戰了傳統的人類觀念和倫理準則。當人類可以通過技術手段增強自身的認知、情感和行為能力時,我們需要思考:這種增強是否符合人類的長遠利益?是否會加劇社會的不平等?是否會引發新的道德和法律問題?比如,在未來的教育和職業競爭中,如果部分人利用腦機接口技術獲得了超越常人的學習和工作能力,這將對那些無法獲得該技術的人造成不公平競爭,進一步拉大社會的貧富差距和階層固化。?

聯合國教科文組織在一份文獻中明確指出:以腦機接口為代表的神經技術,對大腦完整性、個人身份、個體能動性等人類基本權利構成了潛在的威脅。這一觀點得到了眾多學者和專家的認同,他們認為,腦機接口技術的發展需要綜觀和全面的哲學前瞻,我們必須在技術發展的同時,深入思考其帶來的倫理、法律和社會問題,確保技術的發展符合人類的價值觀和長遠利益 。?

人機交互的未來藍圖?

展望未來,AR/VR/MR 設備和腦機接口技術的發展前景令人充滿期待。隨著技術的不斷成熟和成本的降低,AR/VR/MR 設備有望成為大眾日常生活中不可或缺的一部分,就像如今的智能手機一樣普及。我們可以想象,在未來的某一天,人們只需戴上一副輕便的 AR 眼鏡,就能隨時隨地獲取各種信息,實現與虛擬世界的無縫交互。無論是在工作中進行虛擬會議、設計創作,還是在生活中享受沉浸式的娛樂體驗、進行遠程購物,AR/VR/MR 設備都將為我們帶來全新的生活方式。?

腦機接口技術也將取得更加重大的突破。非侵入式腦機接口的性能將不斷提升,信號采集的精度和穩定性將大幅提高,從而實現更加復雜、精準的人機交互。在醫療領域,腦機接口技術將成為治療神經系統疾病、幫助患者康復的重要手段;在教育領域,它將為學生提供更加個性化、高效的學習方式,激發學生的學習潛能;在娛樂領域,玩家將能夠通過腦機接口設備,實現更加身臨其境的游戲體驗,與虛擬環境進行更加自然、流暢的互動。?

在技術進步的同時,我們絕不能忽視其帶來的倫理和社會影響。我們需要建立健全相關的法律法規和倫理準則,加強對腦機接口技術的監管,確保其在安全、合法、符合倫理的框架內發展。要加強公眾教育,提高人們對腦機接口技術的認識和理解,讓公眾參與到技術發展的討論中來,充分尊重公眾的意愿和權益。只有這樣,我們才能在享受技術帶來的便利和創新的,避免技術濫用帶來的風險和危害,實現人機交互技術的可持續發展,讓科技真正造福人類 。

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