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本文访谈内容整理自马斯克接受美国神经外科医师学会大会专访,公开发表于2024年10月29日。原始内容参考:https://www.youtube.com/watch?v=lOO-2plBgw8
Elon Musk在美国CNS大会接受专访
★内容导读:
脑机接口的必要性: 人类与人工智能的共生需要解决人机交互带宽的瓶颈问题。目前人类的输出带宽极低(低于1比特/秒),而计算机的带宽则高得多。脑机接口可以大幅提升这一带宽,实现更有效的交互。 Neuralink的技术途径: 为了实现高带宽(百万甚至十亿比特/秒)的脑机接口,需要进行大脑植入。Neuralink选择了植入式脑机接口技术,并从治疗ALS和脊髓损伤等疾病入手,逐步推进技术发展。 技术突破和进展: Neuralink的早期植入物已达到创纪录的10比特/秒的数据传输速率,并有潜力达到1000比特/秒。通过植入物,患者能够仅通过意念控制电脑光标,甚至玩电子游戏。 机器人手术的重要性: 由于植入电极需要极高的精度和速度,Neuralink开发了R1机器人来进行手术,这不仅提高了精度,也解决了神经外科医生数量不足的问题,能够实现大规模应用。 技术挑战: 脑机接口技术面临许多挑战,例如如何在生物环境中长期稳定地工作,解决材料腐蚀问题,以及实现高数据速率传输等。 未来应用和目标: Neuralink的长期目标是减轻人工智能快速发展带来的风险。短期目标是治疗各种神经系统疾病,包括瘫痪、失明、癫痫等,甚至包括精神疾病和神经发育障碍。通过脑机接口,可以修复大脑中的“电路故障”,提升神经多样性人群的能力,并为神经退行性疾病患者带来希望。 可升级性和可逆性: Neuralink的设计考虑了可升级性和可逆性,以便随着技术发展进行升级替换。 成本和可及性: Neuralink的目标是使脑机接口技术价格低廉,以惠及更多人群。通过机器人手术和规模化生产,有望将手术成本降低至与LASIK手术相当的水平。 可能性与物理定律: 马斯克强调,只有违反物理定律的事情才是真正不可能的。其他挑战都可以通过技术手段克服。
★美国神经外科医师学会大会 (Congress of Neurological Surgeons, CNS) 是神经外科领域最负盛名且规模最大的国际学术会议之一。它由美国神经外科医师学会 (American Association of Neurological Surgeons, AANS) 主办,每年举行一次,吸引来自世界各地的神经外科医生、研究人员、医疗专业人员以及相关行业人士参加。
访谈全文
主持人: 我想对于那些没有机会接触和体验Neuralink技术的人来说,您可以分享一下您的创业故事,以及是什么让您一开始对脑机接口感兴趣的吗?
马斯克: 这听起来可能有点深奥,有点奇怪,但我实际上是在试图弄清楚如何降低数字超级智能的风险。我认为,如果我们能够提高与数字第三自我(tertiary self)的带宽,我们就能更好地将人工智能与人类集体意志协调一致。这听起来很奇怪,但你可以认为我们的智力大致分为三个领域。
第一是大脑边缘系统,控制本能的部分,另外是大脑皮层和负责规划的部分,我们还有一个第三层,那就是我们使用的所有计算机、手机、应用程序和软件。所以你有一个数字第三自我,你实际上已经是一个安卓机器人了。我认为人们会在忘记手机时感受到这一点,如果你丢了手机,就像感觉缺失了一肢一样,你的一部分数字第三自我消失了。
★**大脑边缘系统 (limbic system)**。
边缘系统是大脑中一组相互连接的结构,参与处理情绪、动机、记忆和一些自主神经功能。它并不像大脑皮层那样是一个明确定义的解剖结构,而更像是一个功能网络。 边缘系统中的关键结构包括:
海马体 (Hippocampus): 对形成新的长期记忆至关重要。 杏仁核 (Amygdala): 处理情绪,特别是恐惧和攻击性。 丘脑 (Thalamus): 作为感觉信息的“中转站”,将信息传递到大脑皮层和其他区域。 下丘脑 (Hypothalamus): 控制内分泌系统和自主神经系统,调节例如体温、饥饿和口渴等。 扣带回 (Cingulate gyrus): 参与情绪调节、认知控制和疼痛处理。 隔区 (Septum): 与快乐和奖励有关。
人机共生的限制在于带宽,尤其是输出带宽。人类一天的输出带宽小于每秒一位。如果一天有86400秒,那么你产生的输出位数可能很少,有些特殊情况下可能每秒一位,但很少有人产生86400个输出位。大多数人平均每24小时的输出带宽都小于每秒一位。当我们说话时,据说语音打字的符号速度很低,尤其是在通过手机时,你每秒只能敲击几个字符。你的手机就像你手中的超级计算机,它正拼命地试图弄清楚你想说什么。
主持人: 我告诉你,当我找不到我的手机时,我个人也经历过这种“幻肢综合症”,在你让我这样想之前,我从未想过自己是个半机械人。但你们都在一个致力于神经系统疾病研究的人群中,我必须承认,我从未想过大脑的输出是以每秒位来衡量的。但当你这样表达时,它清楚地表明了为什么可能存在一个更广泛的机会,使我们现在拥有手机的虚拟半机械人更加高效。所以,作为起点,是什么促使你对Neuralink感兴趣的呢?
马斯克: 是的,所以我认为,为了更好地实现人机共生,我们必须解决带宽问题。低于一定的带宽,我们基本上就相当于电脑的静止状态。每秒一位,你知道,当电脑正在进行万亿位每秒的数据处理时,这是一个非常低的速率。
主持人: 那么,当您考虑脑机接口时,为什么选择您所采用的技术方法呢?我知道这方面有很多思考。
马斯克: 是的,如果你说,好吧,我们需要最终实现每秒一百万位或每秒十亿位,千兆位每秒的接口,这意味着你真的做不到,你需要植入物。最终我们需要更换头骨,这将需要数百万根电线。我的意思是,这是一些科幻小说中怪诞的科幻内容。我不是说这是必须的,希望不是这样。
主持人:强制更换我的头骨。
马斯克:问题是什么?我们当然不是说强制植入芯片到大脑里。但在某种程度上,为了与整个大脑接口,需要多少个电极?
主持人:是的,我听说你提到过实现全脑接口的更大目标。令我印象深刻的一件事是,我认为作为神经外科医生,我们经常思考疾病的自然病程和竞争风险与益处。而Neuralink公司已经从患有ALS和脊髓损伤的人开始,这些是技术方法方面的初步尝试。所以我们很想了解更多这方面的信息。
马斯克:是的,完全正确。正如我所说,长期目标是减轻与生物智能和数字智能差异相关的文明风险。那是长期目标。显然,你必须把它分解成,那么我们明天要做什么?是的。所以第一个Neuralink设备的起点是一千个电极。如果只激活其中一百个电极,以我们最初的几名患者为例,我们正在创造世界纪录。诚然,这些世界纪录比较低,但我们每秒大约能达到10比特。而有一条通往每秒一千比特的路径,这将比下一个记录高出一百倍。因此,我们希望进行增益最高、风险最低的植入手术。所以我们把第一次植入称为“心灵感应”,这实际上只是与运动皮层交互。它基本上是观察信号,就好像有人移动了手臂,然后读取该信号。然后将该信号发送到患者的手机或电脑,这样他们就可以仅通过思考来移动光标。如果人们看过Noland的视频,就会发现他能够做到的事情非常令人印象深刻。事实上,植入手术后不久,他整夜都在玩电子游戏,仅仅是靠思考。
主持人:是的,你提到的那些前两名主要患者的记录,你们能够以创纪录的每秒比特数从他们的脑中提取信号。并使他们能够像我们这些丢了手机的人今天一样在世界上工作。
马斯克:是的,完全正确。我认为我们很快就会达到这样一个点:拥有Neuralink植入物的人在玩电子游戏方面会胜过用手玩游戏的人。
主持人:你认为这个时间表是怎样的?我们不会强求你给出具体时间。
马斯克:当然。我的确习惯于对时间表抱乐观态度。但如果我不乐观,我也不会创建这些公司。
主持人:是的,这很公平。
马斯克:所以,但我想,鉴于我们已经几乎达到了与电子游戏不相上下的程度,基本上你可以玩电子游戏,水平与用手玩游戏的人相当。我认为,我们的第二代设备将拥有3000个电极,并且我们将在放置这些电极方面做得更好。所以只有100个电极有效。我们将同时提高产量并增加电极数量。所以我们将从读取的100个电极,增加到,我不知道,在3000个电极中,可能有1500个在读取。所以在那个时候,数据速率远远超过了用手玩电子游戏的人所能达到的水平。并且我们可以减少延迟。
你想到一个动作的那一刻,它就会立即在电脑上发生,而你目前如果玩电子游戏,你必须移动你的手。所以这就像你必须向肌肉发送信号,肌肉必须移动。你的手指需要一定的时间来移动。所以你基本上必须移动你的“肉体傀儡”。如果你不必移动,驱动你手部肌肉,你的手指可以以一定的速度和每秒几毫米的速度移动。但如果你不必做任何这些事情,你可以以一定的速度进行。如果你不必做任何这些事情,你可以立即思考,没有延迟,你就会胜过那些必须用手操作的人。
主持人:是的,你知道,我认为作为外科医生,我们真的为自己的效率和熟练的双手感到自豪。但是当你这样还原论地看待问题时,实际上让我感觉自己并不是特别高效。如果你可以只思考并行动,我想我可能会完成更多的事情。你知道,让我印象深刻的一点是技术方法,显然你有植入物,然后你提取那些信号并有一个记录算法,然后你实际上正在执行一个动作。而且,你知道,在一个病人身上,你实际上发生过导线回缩的情况,但随后能够调整记录算法来恢复该功能。你能否谈谈这种垂直整合的方法,以及它将如何让你更好地扩展规模?
马斯克:嗯,因为,你知道,在之前这些东西根本不存在,我们不得不从零开始设计和建造一切。我的意思是,它基本上就像一个苹果手表或Fitbit,它取代了一块头骨。你拥有这些电极,非常非常细的电极,它们是用手术机器人植入的。
主持人:也许你可以分享一些关于机器人的信息,也就是用于植入线缆的R1机器人。
马斯克:是的,这些线缆太小了,无法用手操作。而且它们需要以极高的精度快速放置。由于呼吸和心跳,大脑一直在移动。它不是静止不动的。它就像一个跳动的物体。而你试图让一个电极达到一个特定的深度,而这个“果冻气球”却一直在四处移动。所以,用手操作实际上是不可能的。这些线缆太小了。所需的精度水平超出了人们的能力范围。我可能将其比作计算机控制的机械加工或3D金属打印,你用激光焊接微小的金属粉末。人类根本没有足够的精度来将电极植入到XYZ位置的毫米级分数。
主持人:嗯,你知道,这很有趣。显然,作为一个外科医生群体,我们中的许多人在不同阶段都将机器人技术融入到我们的实践中。当你听到精度超过人类能力时,你会想,这将是一种颠覆,还是对外科医生工作的增强?我知道你对此有一些想法,并且在眼科可能有一些类似的情况。所以我们很想听听你的看法。
马斯克:是的,我认为眼科的类比是正确的。对于LASIK手术,眼科医生可能会监督六到十二台LASIK机器,并确保机器在正确的眼睛上进行正确的操作,并且机器运行正常。但此后,病人会坐在LASIK手术椅上,机器人会用激光照射你的眼球。
★LASIK手术,全称是激光角膜原位磨镶术 (Laser-Assisted In Situ Keratomileusis),是一种矫正近视、远视和散光等屈光不正的激光手术。
现在,这比有人拿着一台手持激光器用手激光照射你的眼球要好得多,那样结果会千差万别。我认为这将类似于LASIK手术,你可能有一位神经外科医生监督六到十二台Neuralink机器人进行植入手术,并且只是确保它是正确的植入物,在正确的部位,用于正确的目的,并且病人的一切状况良好。
所以这将是一种巨大的放大。而且它必须是一种巨大的放大,这是必要的。因为根本没有足够的神经外科医生能够手工完成所有这些工作。这在体力上是不可能的。是的。因为我们最终谈论的是进行数千万次这样的手术。也许世界上有80亿人。我不知道,也许至少有几十亿人会想要这个,也许更多。那么你如何获得数十亿台设备呢?除非你有机器人,否则这是不可能实现的。
主持人: 我听说你将机器人的引入不仅仅定义为精度问题,还涉及到劳动力和规模的问题。全国显然只有3000多人,所以这会有点挑战。在BCI的早期探索中,你能分享一些遇到的挑战吗?技术方面都遇到了什么?我知道生物环境,例如盐水问题非常恶劣,还有能量传输的问题。我们很想听听你的想法,以及你的团队是如何应对这些问题的。
马斯克: 是的,我的意思是,正如大家所知,我显然是在和比我更了解大脑的人交谈。但我确实比大多数人了解得更多。挑战在于,你有一个要在体内植入多年的设备。这是一个必须传输无线电信号(本质上是传输光子到计算机)的电子设备。它是皮下的,需要充电,还有读取和写入的电极。所以它不能仅仅是电隔离的。事实上,你同时要应对两件事。你非常努力地试图读取这些神经元的信号,但你也不希望设备被腐蚀。
所以这是一个非常棘手的问题:如何做到只使用最低限度的绝缘层来防止腐蚀,但又不至于绝缘到无法读取神经元的信号。这是一个极具挑战性的材料问题。我们最新的电极将采用碳化硅涂层。但即使是碳化硅,这也是一种非常难处理的材料。它很棒,但却很难加工。你必须确保涂层极其精确,既不能太薄也不能太厚,必须非常均匀地涂覆在导线上。要使这个设备能够在体内安全存活且不会以某种方式失效,并能够向大脑传输信号,所需的迭代次数非常多。
而且在物理环境中允许的操作方面,你必须以高数据速率传输数据到你的手机或电脑,而不会烧坏电池,这非常困难,我敢说。其中有很多很多技术挑战。所以,我或许有点轻描淡写地说它就像你大脑里的Fitbit或Apple Watch。但如果你真的把这些东西放到你大脑里,那就不同了。
主持人: 所以我觉得现在是问一个我们收到的更有趣的问题的恰当时机。作为一位有资格评论这两者的权威人士,你能解答这个古老的问题吗?什么更难,脑外科手术还是火箭科学?
马斯克: 嗯,两者都非常具有挑战性。我同时参与这两项工作,这很奇怪。我认为它们的难度相当。
主持人:所以这个说法是可信的。
马斯克: 是的。我认为没有人会认为脑外科手术和火箭科学很容易。它们之所以成为习语,并非偶然,尤其当你试图扩大电极数量时。我们不知道最终如何实现,例如,如何制造一百万个电极?我们还不知道怎么做,只是希望在物理上是可行的。如果你想要一个高带宽的全脑接口,那么我认为合适的数量级可能是大约一百万个电极。这仍然是神经元与电极数量比值非常高。这意味着你必须读取,你知道,你尝试让任何给定的电极能够读取来自其他电极的神经元信号。
你知道,比如,我不知道,一百或一千个神经元。所以如果你有,如果你有一百万个电极,每个电极可以读取一千个神经元。那么你就能访问十亿个神经元。
主持人: 全脑接口的目标是这种长期增强或共生的潜力。但在更直接的方面,作为外科医生,我们思考很多的是,技术将如何让我们治疗目前无法治疗的问题?有一系列疾病,精神疾病、神经发育疾病、神经多样性人群以及阿尔茨海默病等神经退行性疾病。所以,当我们对大脑的结构以及(缺少更好的词语)大脑的“音乐”有了更好的了解时,你认为这些是中间步骤吗?我们很想听听你的看法。
马斯克: 是的,我的意思是,我认为随着时间的推移,我们可以解决任何这一类大脑的问题:例如,如果你把大脑想象成一台电脑,一块电路板之类的东西,你可以说,如果你得到一块电路板,有一些短路,或者应该存在但不存在的电路,或者有一些不应该存在但存在的电路,我们可以修复这些。某种程度上说,这就像修理电路板。
现在,如果电路板全部熔化了,修复熔化的电路板将会很难。你可以修复有一些问题的电路板,但如果它熔化了,你就无法修复它。但我认为绝大多数疾病或脑部问题都可以通过Neuralink设备修复。它是一种以高精度读取和写入大脑电信号的精细工具。这意味着如果发生电风暴,某种癫痫或其他情况,你可以打断这种风暴。如果有一组信号需要读取,比如失明的情况,如果某人失去了视神经或双眼,你仍然可以刺激视觉皮层。基本上,任何作为信号输入或输出功能的问题,如果这就是问题的本质,最终都可以通过Neuralink设备修复。
主持人: 是的,我知道Neuralink在一周半前获得FDA突破性疗法认定,用于治疗盲视。当我想象神经多样性或神经退行性疾病时,我听到你谈论的一件事我认为非常有趣,那就是想象一下,如果像史蒂芬·霍金那样智慧的人能够更有效地交流,社会将从这些见解中受益多少?所以当我想象神经多样性人群时,我总是认为他们拥有巨大的潜力,有待开发。也许这种植入物可以成为通向这种潜力的数字桥梁。
马斯克:绝对的。我认为这可以帮助很多人,最终帮助数千万甚至数亿人。我还应该提到,它的潜力不止于大脑,比如如果有人脊髓受伤,它能够传输信号。所以,你知道,我认为大多数失去大脑和身体连接的人想要的,是让他们的身体重新动起来。
当然。有一些近似的办法,你可以让机器人套装或机械臂动起来等等。但我认为大多数人会问,你会更想要什么?哦,我希望我的身体能再次运作。如果神经元仍然存在,那么从运动皮层将信号绕过受损点传送到与肌肉、手臂和腿部连接的神经元在物理上是可行的。如果你把它想象成一个电子通信系统,就像你切断了某些以太网线,你会怎么做?你会桥接信号。人体也可以这样做。是的,桥接电子信号和通信信号。你有了传感器和执行器,传感器和执行器的双向信号被中断。所以,如果你桥接信号,你就能让身体重新动起来。
主持人:你刚才提到了植入物,还有一个问题,就像iPhone一样。当你为某人植入设备时,显然会涉及升级或技术迭代周期的问题。你能否谈谈可逆性,以及在脑机接口技术日益普及的时代,我们应该如何看待这些问题?
马斯克:是的,我们认为升级非常重要,就像你不会想在脑子里塞个iPhone 1,而市面上已经有iPhone 16或其他什么版本了,不过我记得好像到6了,记不清现在是哪个版本了。
主持人:我想你对16很了解。
马斯克:好吧。但是我的意思是,随着时间的推移,从一个iPhone到下一个iPhone的增量收益呈对数增长,看起来是这样。但这意味着,比如,前五到六个版本,实际上有很大的飞跃。Neuralink的情况肯定也是如此。所以,如果有人使用了第一代产品设计版本,我认为五年后,他们会想要使用第三代或第四代产品设计版本。因此,我们设计的植入物是可以移除的,但希望对该区域造成的损伤最小。这样你就可以用另一个替换它。在我们对动物进行的研究中,我们已经进行了三次植入。第三次植入仍然运行良好。
主持人:意思是说你替换了三次植入物?
马斯克:我们替换了三次,是的。第三次仍然运行良好。
主持人:我们讨论了机器人解决劳动力问题,也讨论了互换性,你的愿景很大程度上是高性能和经济实惠,这样才能让更多人用得起。你认为如何弥合这一差距?
马斯克:是的,批量生产的设备本身不应该非常昂贵。我希望价格在5000美元到10000美元之间。如果产量非常大,它的成本应该会接近Apple Watch或手机。也许是1000美元或2000美元左右。然后,如果由机器人植入,那么手术过程应该很快。我们有一个计划,我称之为“600秒手术”。你坐在椅子上,10分钟后,你就植入了设备。我们没有违反物理定律。我的意思是,就像激光一样,激光进入你的眼球,对你的眼球做很多事情。现在,你必须基本上自动化所有操作。如果你逐秒细分,10分钟或600秒的手术是可能的。这样,如果由机器人完成,整个过程只需10分钟,我认为整个过程,包括所有费用,最终可能在5000美元左右,类似于LASIK手术。
主持人:你提到了物理学,我们在一起交流的一个有趣的见解是,人们经常争论什么是可能的,什么是不可能的。我知道你认为这其实不应该成为争论的焦点,因为如果某事不可能,那是因为它是物理定律决定的,如果不是,那就是可能的,你只需要去把它搞清楚。
马斯克:如果某些事情,比如你违反了能量守恒定律、动量守恒定律或电荷守恒定律等等,那么你要么应该获得诺贝尔奖,要么就是错了,而且很可能你错了。但是,只要你不是试图打破音障之类的事情,你移动得不是那么快,那么你应该来拜访一下。好吧。如果速度太慢,可能会对大脑不好。
主持人:这确实开始说得通了。
马斯克:是的。所以,只要你的速度低于音速,而且你的动作速度不会造成物理干扰,那么你基本上可以很快地完成事情。你可以从细微的层面观察事物,然后问,你想在一个神经元中检测到的电压差的大小是多少?你可以在离电极多远的地方检测到脉冲?你能根据其特征区分一个神经元和另一个神经元吗?所以,如果一个神经元几乎就像有一种口音或声音,如果你的传感器足够精确,你可以说,好吧,我们听到的那种微弱的声音,或那种微弱的信号是这个神经元,那种响亮的信号是附近的神经元,你实际上可以根据它们放电方式的细微差异来确定这些神经元在空间上的位置。
主持人:这就是你将绘制大脑功能图并向全脑接口迈进的方式。
马斯克:是的。我的意思是,我们确实正在涉足科幻的领域。如果人们对科幻书籍推荐感兴趣,我会推荐Iain M. Banks的《文化》系列。Iain M. Banks确实有神经织网的概念,所有人类的大脑中都有神经连接或神经织网。当有人去世时,他们的记忆会动态上传到云端或未来的互联网。如果他们愿意,他们可以重新变成人类的身体。他们也可以生活在模拟中,我们现在可能就在模拟中。如果是这样的话,我只想赞扬模拟器的工作做得非常出色。
主持人:这感觉非常沉浸式和高保真。
马斯克:所以感谢我们的模拟器。是的,这是一个高端的模拟器,谢谢,模拟器们。请不要关掉我们。
主持人:好吧,Elon,这是一次精彩的谈话。所有神经外科医生都在这里。那么,你最后有什么想告诉我们的吗?
马斯克:嗯,我认为这将成为神经外科医生一个极其强大的工具,有助于解决相关问题。如果这是一个武器的情况,就像弓箭和喷气式飞机的区别一样。这区别很大,一个人只能做到工具允许的程度。我认为,通过为神经外科医生提供更精密的强大工具,例如Neuralink设备,你真的可以帮助很多人。
主持人:太棒了。我知道这就是我们都在这里的原因,是为了更好地描述神经系统疾病并帮助人们。所以我非常重视您的观点。感谢您成为我们解决创造力和创新难题的讲师。谢谢。
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