脑机接口可助虚拟现实和增强现实充分发挥潜能

个人科技的未来是怎样的?在我看来,目前的设备都十分笨重、有辐射且费时。未来该是低调直观型设备的天下。通讯终端兼媒体消费设备的手机就是最好的佐证。手机取代了便携式媒体播放器,也正逐步取代实体书(或电子阅读器)和平板,但尚无法取代傻瓜相机。

但这并非是终极目标。未来的设备无需手持,用户也无需学习设备的用法,手持设备输入指令将会被淘汰。未来通用的设备将无内置显示屏,手机会绑定在Microsoft HoloLens 或Google Glass这类眼镜上,作为计算和通信工具。在更远的将来,隐形眼镜或植入工具将把(虚拟或真实的) 光线直接投射在视网膜上。

尽管许多公司对虚拟现实和增强现实的兴趣日益浓厚,但我认为它们还只是着眼于短期的目标。目前收获了一些成果,如媒体消费设备(如Gear VR),平视显示器导览(Google Glass的显示屏)。进军这一领域的巨头公司包括谷歌、索尼、微软、Facebook、三星、Valve和HTC。

但目前为止,还没有公司要去解决“虚拟现实输入”的通病,也就是创设创造性和直观性的输入方法。现在用户需要使用内置触摸屏通过手势去控制设备,或通过键盘、控制器、感应手套或眼球追踪输入指令。学习这些手势或输入指令可能阻碍AR/ VR产品成为如智能手机类的流行产品,因为智能手机几乎无需输入,也无需花费时间去学习使用方法。

我们都会智能手机的操作,甚至落伍的人都不例外。因为手机通常只有几个按键和操作。左滑可以打开右面板,点击图标就可打开应用程序,长按可弹出拓展选项等等。但是正确操控虚拟现实需要用户学习许多手势。比如操控3D模型发现设计瑕疵,即使手势运用正确,如果选项2位于下拉菜单,就需要耗时做一些基本的工作。

如果你走在路上,凭空滑来滑去,看起来得多傻。但眼部追踪并没有考虑这些问题,所以其他人也就无法意识到你在利用眼球手势操控AR/ VR,或你需要使用手来做这些工作。想一下,用户使用眼神进行一系列输入该是多么复杂!我们甚至都不能停止眨眼睛,却奢望机器能执行我们的指令,然后要在确保没有变成斗鸡眼的情况下,看清眼前的事物。这就是眼部追踪主要的问题,需要高度专注,眼神够好才能操控机器。

抛开语速和话语清晰度,语音指令也是一个不错的选择。但问题是周围的人能够听到你的声音。如果能使用内在声音或潜意识话语操控会更好。事实上,这正式是脑机接口文字输入的起点。

有些用户学习操作规则可谓得心应手,但大量的任务会使多数人很恼火,然后采用死记硬背的方式。我们不能理所当然认为每个人都愿意学习任务操作的手势。这就可以区分出休闲玩家、真正玩家和非游戏玩家。乐于接受一系列复杂的输入操作或接受控制器为输入机制的用户为游戏用户。对于他们来说,这就是另一套组合,通过一系列输入得到理想的输出。

这就是为什么在众多竞争对手中,索尼最有可能做出令人满意的头显,因为有大批的用户期待利用控制器,沉浸在Morpheus头显创设的3D环境中,进行游戏。Valve拥有相同的优势,因为其平台也拥有众多的硬核玩家。但是,它需要说服PC游戏玩家去购买许多昂贵的硬件。

我认为复杂的、非直观的手势输入机制会阻碍AR/VR发挥潜能。唯一的解决方案就是脑机接口。想象一下,现实中无需移动头部就可以在虚拟现实中四处观看,或到处跑而不会看起来给人梦游的感觉。当然,一旦成功,这样的技术就不限于显示屏机制,而会彻底改变我们与机器互动的方式。

不幸的是,第一代AR/VR使用起来并不方便,他们唯一能宣传的变革就是“沉浸感”。

在我看来,未来最理想的方法就是脑机接口,但过去科技巨头在这项技术上的投入并不多,至少从报道的收购和授权专利就可以看出。像秘密打造的产品Microsoft HoloLen在今年初正式公布前都有多次报道。主流公司不致力于大脑控制,只能表示他们专注于其他领域,如人工智能、行为预测、认知和量子计算以及自然语言接口。

当然,多学科方法就需要推动脑机接口发展,声音和过滤随机想法可能是最先进的信息处理方式。瑕不掩瑜,人工智能、行为预测和量子计算会大大推动脑机接口的发展。

似乎往脑机接口研究投入大量资金的主要是政府资助的学术研究团队或小型初创公司,大公司似乎在袖手旁观坐等成果而非注入资金。值得注意的是,脑机接口研究通过侵入式和非侵入式的方式读取大脑指令,这也可能是该项研究进展缓慢的原因之一。侵入式接口曾在顽固性癫痫病人和其他重度残疾病人身上进行试验。重度残疾病人还同意在他们脑内植入颅内电极,用于外科治疗。现代非侵入式技巧旨在提供和侵入式方式相似深度的脑部清晰度。这也可促进脑机接口的发展。

这两种方式的成果已经用以帮助残疾患者控制假肢、瘫痪病人移动瘫痪的肢体和神经系统退化性疾病的患者。

尽管功能有限,消费者版和开发者版头显已经上市,如Mattel的 MindFlex Duel头显、Milton即将上市的Force Trainer II、Neurosky MindWave和the Emotiv EPOC。Emotiv EPOC可能是当前最火的产品,它可以大量读取脑部数据和定位数据。在未来的应用中, 研究者和开发者将把定位数据作为输入讯息。

真实情况是想法控制APP和上述头显的功能一样极为有限,如谷歌眼镜专用APP MindRDR。用户可同时佩戴眼睛和Neurosky MindWave头显,通过想法控制拍摄照片。过去也有一些想法控制APP和游戏demo ,如《Throw Trucks With Your Mind》和《MindMaze》。《MindMaze》需要用户佩戴EEG传感器,然后控制游戏内的物体。这项技术的发展喜人,每年的“神经游戏研讨会暨成就展”只是提供一个平台让各地的科学家和开发者进行交流和分享。希望能把这项技术的成果不仅应用于游戏,也能应用于其他方面,造福更多人。

主流科技公司公开研究虚拟现实/增强现实的基本操作,科幻迷期待进一步的发展。不管怎么说,非侵入式和直觉型的脑机接口(BCI)会彻底改变个人科技的未来。必须承认的是,这项科技的研究非常困难,但还不至于让科技巨头望而却步,不敢投入资金。这将是下一个变革,无人汽车能改善交通问题时,这项技术将能通过干细胞促进组织再生。

当然,也有可能科技巨头公司已经在秘密研究这项科技了。希望如此,因为谷歌眼镜和Microsoft HoloLens只是短期内的成果。



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