腦機接口這個概念,近年來確實是越來越火爆。業內認為,這是近年來最具顛覆性的一種技術方向,雖然還沒到能靠意識控制一切的程度,但是在醫療康復、智能增強等方面的應用已初露鋒芒,具有無限的前景。
最近,一位科技圈重要人物的加入,又讓這一賽道吸引了更多人的關注。
就在前不久,Valve 公司聯合創始人兼首席執行官加布紐維爾(Gabe Newell)宣布,旗下 Starfish Neuroscience 公司將在 2025 年年底前推出首款腦芯片。
這位 Valve 的創始人被玩家親切稱為 "G 胖 ",也是一代行業傳奇。繼 Steam 平臺顛覆游戲分發、Index 頭顯定義高端 VR 后,他又將籌碼壓在了最前沿的神經科技領域,加入馬斯克的隊伍,研究起了腦機接口。
Valve 在 VR 領域的光輝歷史
早在 2013 年前后——大概比 Oculus Rift DK1 還要早,Valve 就組建了研究 VR 的團隊,核心目標是解決眩暈與沉浸感的問題。2013 年,Oculus 在參觀 Valve 后還曾表示,Valve 的技術領先他們至少一年以上。
2015 年,Valve 推出了 Lighthouse 定位技術,這一技術直接讓 Valve 成為了 VR 界大佬一樣的存在。在當時,Lighthouse 是所有需要室內定位的產品中成本最低,精度最好的解決方案,Valve 后來還將其開源,開放給了所有硬件廠商,只要交錢就能接受培訓,自己設計開發兼容于 Lighthouse 定位的硬件設備,造福了當時的一大批 VR 硬件廠商。
Steam VR 的出現,又是 VR 發展的另一個里程碑。早期的 VR 游戲和應用內容分散,獲取門檻高,Steam VR 則為 VR 內容提供了統一的分發渠道。即使到了今天,Steam VR 依然是最大的 VR 內容平臺,其硬件使用數據仍是判斷整個行業發展的重要數據(VRAR 星球每個月月初必盤點的數據之一)。
VR 不做了?G 胖真想做的
是 " 黑客帝國 "
現在 VR 的發展,還是有局限的。
業內很多人認為 VR 的問題在于顯示不夠清晰或算力不足,但其實真正的終極敵人是延遲。當動作延遲超過 20 毫秒,人腦便會察覺 " 不真實感 ",體驗者就會感到眩暈,想要嘔吐,覺得眼睛不適,這也就是我們經常說的 VR 暈動癥。
2019 年,Valve 的首席實驗心理學家 Mike Ambinder 就在游戲開發者大會 ( GDC ) 就此發表了演講,認為腦機接口技術可以 " 解讀神經信號,從而帶來更快、更靈敏的操作、更廣泛的輸入選擇、實時根據玩家的內在狀態調整游戲狀態,以及帶來截然不同的游戲體驗 "。
的確。我們傳統的 VR 設備需要通過手柄、手勢追蹤等 " 體外設備 " 捕捉玩家的動作,整個信號反饋到眼前的顯示屏,需要經歷 " 肌肉活動 - 傳感器捕捉 - 算法識別 - 引擎響應 " 這樣的一整個環節。而腦機接口的顛覆性在于它將直接作用于源頭:讀取大腦運動皮層的神經電信號——神經信號傳遞速度是肌肉反應的百倍以上,理論延遲可壓縮至毫秒級。
事實上,G 胖領導的 Valve 公司早在十多年前就開始研究人腦與電腦的互動了,初期通過內部心理學家分析玩家對視頻游戲的生物反應,甚至考慮在首款 VR 頭顯中加入耳垂監測器。其核心目標就是突破沉浸式游戲所存在的延遲效應,同時探索更先進的輸入方式。
而另一方面,這些年,VR 的發展已有逐步放緩的趨勢。
從硬件性能上來說,無論是從分辨率、還是刷新率、或者交互方式,用戶的體驗基本上已經逐漸達到了一個無法突破的高度,很難再有升級。打個比方,蘋果的 Vision Pro,Meta 的 Quest 3/3S,確實很驚艷,但整個交互邏輯仍未脫離 " 手眼協同 " 的方式。
現在,整個行業亟需一場 " 顛覆性的交互創新 " 來刺激新一輪爆發,腦機接口的出現恰恰填補了這一缺口。尤其是,非侵入式腦機接口的核心瓶頸——信號穩定性和交換效率近年已經取得了關鍵性的突破。
就拿國內來說,中國首創的 " 雙環路 " 腦機交互系統,突破了傳統非侵入式設備操控時間限制,信號穩定性與交互效率顯著提升,而這些設備在教育、娛樂等場景的應用也已進入試點階段,其中就包括 VR 游戲的意念交互。
這樣一來,為 VR 打造全新的交互和輸入方式就有了突破口,腦機接口的研究就成了這一階段性突破的關鍵。
在 VR 世界的暢想這一方面,G 胖絕對是有野心的。
2021 年,G 胖在接受新西蘭電臺 1 NEWS 的采訪時表示,Valve 目前正在開發一個開源 BCI(腦機接口)軟件項目,允許游戲開發者使用改進的 VR 頭顯等硬件來解釋從人們的大腦中讀取的信號。他還聲稱,軟件開發人員的測試實驗室中如果沒有(腦機接口)這樣的設備,就等于犯了一個愚蠢的錯誤。
而除了讀取人們的大腦信號之外,G 胖還討論了在不久的將來如何將信號直接傳輸進人們的大腦中——這樣就可以隨時改變他們的游戲體驗,或在游戲中提供比真實更好的視覺效果。
這很敢想了。
當前,硬件廠商們卷分辨率,卷清晰度,卷刷新率,不就是為了獲得和現實世界一樣的畫面感嗎?但在 G 胖的設想中,當意識連接了程序,腦機接口能以數字的方式編輯意識中的感覺,創造一個 " 新的世界 " ——腦機接口會突破 " 人體外圍設備 " 的限制,直接與玩家的大腦進行交互,開辟出更多的可能性。
不過,G 胖也說了,Valve 不會很快將這些研究投入進消費級市場——他表示,"Valve 的業務并不是為人類創造虛擬假肢 "。Valve 目前研究的,更多是在神經科學方面的探索。
最新的這次研究也是如此。Starfish Neuroscience 公司即將在今年年底推出的首款 "electrophysiology" 非侵入式芯片專注于記錄大腦活動和刺激大腦,可能會用于疾病治療;此外,Starfish 還在研發 "precision hyperthermia device",用于通過精準熱量摧毀腫瘤,以及機器人引導經顱磁刺激(TMS)系統,從而治療雙相情感障礙和抑郁癥等神經疾病。
但將其作用于虛擬現實游戲中,依舊是 Valve 的終極目標。
大膽設想:Valve 未來的首款腦機接口產品將怎樣與 VR 結合
講到這里,相信大家也能大致 Get 到 G 胖和 V 社從過去到現在再到未來的戰略布局——做沉浸式體驗的老大。在 VR 方面,V 社已經成為了制定標準的一方,但 VR 的發展仍舊有局限,那么就勇于去打破局限。
G 胖的想法是:如果你不去嘗試會失敗的事情,你大概不會嘗試去做十分有趣的事情。通過腦機接口構建虛擬世界的想法,就是這樣一件有趣的事情。
不過,從 V 社現在的計劃來看,Valve 品牌的腦機接口式 VR 設備一時半會兒估計還看不到。——但不妨礙我們大膽猜測一下它會是什么樣子。
(以下內容純純是猜想,如有雷同,純屬巧合)
從 Valve 的研究可知,現在他們研究的是非植入性設備,且無需電池,依靠無線供電運行,但在未來會與合作伙伴共同開發完整植入系統。如果是非侵入型的話,可能會以可拆卸額帶形式集成于后面某一代 Index 頭顯。它作用的核心區域可能集中于前額(負責高階認知)以及運動皮層對應區域(控制意圖)。
從功能上來看,可能聚焦于更精準的控制和基礎的情緒和感官反饋——這種反饋可以是雙向的,系統和玩家可以互相反饋。
舉個例子,在精準控制這方面,可能會使用意念操控替代手柄扳機鍵,或者簡化菜單的選擇——現在蘋果的眼動追蹤已經做到通過眼睛注視和手勢捏合來選擇交互了,腦機接口的控制能更進一步,僅通過注視 + 意念控制進行確認。
這樣一來,在游戲中進行選擇、射擊、或者拾取物品的速度是不是就能快很多?
而在基礎情緒和感官反饋這方面,就很有意思了。當玩家處于緊張和興奮的情緒中時,系統感知到類似情緒,會加強游戲環境的烘托,比如增加一些游戲背景音,NPC 情緒表達更強烈等。
反過來,如果玩家的虛擬身份在游戲中受傷,腦機接口會通過系統的反饋,直接將這種受傷后的痛苦作用于大腦,讓玩家身體感受到等同或程度更輕的痛苦——而不是現在一些觸覺反饋裝置那種,通過電擊來達到這種 " 模擬的疼痛 " ——不過這種應該也算不上是 " 模擬 " 疼痛了吧?
小結
可以想象到,如果 Valve 真的做出了意念控制的這種東西,對 Meta、蘋果等 VR 硬件制造方來說,都將會是降維打擊。而與此同時,腦機接口也不是所有人都能接受的。
不過,G 胖對此卻很樂觀,他知道并不是每個人都愿意將自己的大腦連接到計算機,但他也表示,沒有人會被迫做他們不想做的事情,如果其他人有了良好的體驗,他們很可能會效仿——就像最開始使用手機一樣。
能確定的是,如果 VR 想往腦機接口的意念控制發展,要走的路還很波折,信號穩定性、用戶接受度、隱私倫理爭議,都是需要考慮的問題,最開始可能只能實現 " 意念版手柄 " 這樣的簡單功能。
但誰又能說,意念描繪的現實,不能成為 " 現實 " 呢?
文 / 清月泠
(文中未標注來源的圖片均來源于網絡)
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