「缸中之腦」的思想實(shí)驗(yàn)我們已經(jīng)很熟悉了，那你有沒(méi)有聽說(shuō)過(guò)「片上之腦」呢？

MetaBOC (BOC全稱brain-on-chip），由天津大學(xué)腦機(jī)交互與人機(jī)共融海河實(shí)驗(yàn)室團(tuán)隊(duì)與南方科技大學(xué)等協(xié)同開發(fā)，是全球首個(gè)可開源片上腦智能復(fù)合體信息交互系統(tǒng)。

這個(gè)連接到計(jì)算機(jī)芯片的人腦類器官可以控制機(jī)器人實(shí)現(xiàn)避障、跟蹤、抓握等各種動(dòng)作，完成了多種類腦計(jì)算的啟發(fā)工作。部分研究成果近期發(fā)表于腦科學(xué)領(lǐng)域國(guó)際期刊《Brain》。

這一次，「意念控制」走進(jìn)現(xiàn)實(shí)，我國(guó)的科研人員將腦機(jī)接口技術(shù)提升到了新的高度！

「片上腦」顧名思義，分為「片」（電極芯片）和「腦」（體外培養(yǎng)大腦）兩個(gè)部分。主要是通過(guò)干細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)，在人體外創(chuàng)造一個(gè)「類腦組織」。

它具備一些生物大腦的智能功能，再為其加裝上電極芯片，使得科學(xué)家能對(duì)其進(jìn)行調(diào)試或向外部發(fā)出信號(hào)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)特定功能，如自主控制機(jī)器人避障、抓取物體等。

雖然天大官方照片中，安在機(jī)器人中的片上腦看起來(lái)著實(shí)有些滑稽，但是絲毫不影響這項(xiàng)事業(yè)的科技含量。

上圖中的「丸狀物」只是「未來(lái)應(yīng)用場(chǎng)景的演示圖」，而不是產(chǎn)品的原型。實(shí)際上，它更有可能長(zhǎng)這個(gè)樣子——

全球腦機(jī)接口技術(shù)速覽

一提起腦機(jī)接口，很多人就會(huì)想到馬斯克的Neuralink。

像Neuralink 這樣的項(xiàng)目旨在將高帶寬計(jì)算機(jī)接口直接連接到你的大腦，而MetaBOC這樣的項(xiàng)目則是將人類腦細(xì)胞培育成計(jì)算機(jī)。

雖然一個(gè)在人體內(nèi)，一個(gè)在人體外，但是它們都是在走碳基和硅基智慧融合之路。

與燃燒海量芯片和數(shù)據(jù)的傳統(tǒng)意義上的AI產(chǎn)業(yè)不同，類腦智能功耗更低，但是算力卻更高。

畢竟人腦是目前已發(fā)現(xiàn)的最復(fù)雜的信息處理系統(tǒng)，它的簡(jiǎn)約高效無(wú)與倫比，這個(gè)強(qiáng)大的「頸上計(jì)算機(jī)」只需消耗20瓦的微小功率。

更重要的是，人類神經(jīng)元增強(qiáng)型生物計(jì)算機(jī)的學(xué)習(xí)速度似乎也要比現(xiàn)在的人工智能機(jī)器學(xué)習(xí)芯片快得多，表現(xiàn)出更多的直覺(jué)、洞察力和創(chuàng)造力。

那么，在這條研究路徑上，MetaBOC在全球范圍內(nèi)有哪些同行？

• 澳大利亞蒙納士大學(xué)（Monash University）的DishBrain項(xiàng)目：研究人員將大約80萬(wàn)個(gè)人類和小鼠腦細(xì)胞植入芯片，將其置于模擬環(huán)境中，在大約五分鐘的時(shí)間內(nèi)，這個(gè)可怕的半機(jī)械人就學(xué)會(huì)了打乒乓球。該項(xiàng)目很快得到了資助，并發(fā)展成為一家名為Cortical Labs的公司。

Cortical Labs已經(jīng)開發(fā)了圍繞人類腦細(xì)胞構(gòu)建的計(jì)算模塊原型，并正在尋求將這種混合學(xué)習(xí)智能商業(yè)化

• 印第安納大學(xué)（Indiana University）的Brainoware項(xiàng)目：研究人員先讓腦細(xì)胞自組織成一個(gè)三維球狀的「Brainoware」有機(jī)體，然后再將電極插入其中，通過(guò)電刺激激發(fā)了類器官無(wú)監(jiān)督學(xué)習(xí)能力。

MetaBOC的突破

天津大學(xué)副校長(zhǎng)、腦機(jī)交互與人機(jī)共融海河實(shí)驗(yàn)室執(zhí)行主任明東表示，與傳統(tǒng)技術(shù)主要以人腦或者其他生物腦作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象不同，片上腦將成為腦機(jī)接口領(lǐng)域的一個(gè)重要新興分支，有望對(duì)混合智能、類腦計(jì)算等前沿科技領(lǐng)域的發(fā)展產(chǎn)生革命性的推動(dòng)。

天津大學(xué)片上腦-機(jī)接口團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人李曉紅表示，此次研究主要有兩個(gè)方面的突破：一是細(xì)胞培養(yǎng)從二維走向三維，為片上腦提供了更復(fù)雜的神經(jīng)計(jì)算網(wǎng)絡(luò)。二是人工智能算法的加入，實(shí)現(xiàn)了混合智能領(lǐng)域的嘗試。

此外，團(tuán)隊(duì)證實(shí)了物理場(chǎng)促進(jìn)人源性腦類器官生長(zhǎng)發(fā)育的作用，厘清了低強(qiáng)度聚焦超聲對(duì)大腦進(jìn)行調(diào)控的原理機(jī)制，為片上腦智能交互系統(tǒng)MetaBOC提供了具有更好智能基礎(chǔ)的培養(yǎng)「大腦」。

據(jù)天津大學(xué)團(tuán)隊(duì)說(shuō)，他們使用的是球形的器官組織，這與前文中提到的印第安納大學(xué)的Brainoware團(tuán)隊(duì)很相似。

三維物理結(jié)構(gòu)可以讓它們形成更復(fù)雜的神經(jīng)連接，就像我們的大腦一樣。這些有機(jī)體是在低強(qiáng)度聚焦超聲波刺激下生長(zhǎng)的，這似乎為它們提供了更好的智能基礎(chǔ)。

MetaBOC系統(tǒng)還試圖以智能激發(fā)智能，利用軟件中的人工智能算法與腦細(xì)胞的生物智能進(jìn)行交流。

倫理和使用壽命問(wèn)題

當(dāng)科學(xué)和技術(shù)快要突破我們的理解極限時(shí)，它們總會(huì)被迫變得哲學(xué)化。

片上腦會(huì)產(chǎn)生意識(shí)嗎？人工智能會(huì)產(chǎn)生意識(shí)嗎？

可以想象，在不久的將來(lái)，這兩者最終都可能與有知覺(jué)的生命無(wú)異。一旦出現(xiàn)這種情況，倫理道德又將如何？生物智能體和硅基智能體的倫理道德是否不同？

人類正在開始利用自己大腦的物理構(gòu)件，并用它們來(lái)制造能夠智能控制機(jī)器的半機(jī)械人大腦。

這聽起來(lái)依然很不可置信，但這就是2024年的生活，我們正全速邁向神秘的技術(shù)奇點(diǎn)，即人工智能超越我們自身的智能，開始以比人類更快的速度發(fā)展和創(chuàng)造事物。

除了棘手的倫理問(wèn)題外，還有一個(gè)問(wèn)題，那就是「濕件」組件需要保持活力。這意味著要給它們喂食、喂水、控制溫度，并防止它們受到細(xì)菌和病毒的侵襲。