機(jī)器之心PSI原創(chuàng)
作者：吳航
吳航，加拿大多倫多大學(xué)Humanistic Intelligence Lab研究員，師從可穿戴計(jì)算之父Steve Mann ；專注于神經(jīng)工程學(xué)，腦力提升（Intelligence Augmentation）領(lǐng)域。機(jī)器之心PSI北美區(qū)特約前沿科技觀察員。
從我2013年第一次實(shí)踐了VR/AR技術(shù)之后，我就知道這技術(shù)很快就會(huì)帶來(lái)革命性的發(fā)展，但我沒有選擇這個(gè)我可以立刻趁著這兩年的VR大風(fēng)，試著飛一次的方向。我想大部分人都只記住了雷軍曾經(jīng)說(shuō)過(guò)的“站在風(fēng)口上，豬都會(huì)飛起來(lái)”，卻忘了他踏踏實(shí)實(shí)做了10年的技術(shù)和管理才終于擁有了可以使用風(fēng)口的實(shí)力。比起這句就是在自嘲的名言，我更喜歡的是馬云的名言“我只對(duì)10，20年以后會(huì)成功的技術(shù)感興趣”。我現(xiàn)在做的就是10年以后的技術(shù)，會(huì)改變未來(lái)的技術(shù)和產(chǎn)品。應(yīng)該說(shuō)正是以為我曾經(jīng)在AR和交互技術(shù)最有名的實(shí)驗(yàn)室待過(guò)，我才深刻的理解那些成功研究員們嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度，以及一個(gè)不變的真理：你如果做跟所有人一樣的事，那么你就會(huì)跟大部分普通人一樣的平庸。
我一直認(rèn)為很多人的一生在沒有完全發(fā)揮潛力的時(shí)候就那么不情愿的結(jié)束了。在絕望和平庸中過(guò)著無(wú)法盡興的人生。也因此，我把現(xiàn)在所有的空余時(shí)間全部研究腦提升的技術(shù)并且要把他商業(yè)化到每個(gè)人都隨時(shí)可以用到的地步，包括，寫作本系列文章。希望我的文章可以讓更多的人了解這個(gè)領(lǐng)域，也希望這一系列的文章可以幫我找到聰明的你，一起鉆研這個(gè)領(lǐng)域（ hang.wu@mail.utoronto.ca ）。
這個(gè)世界上總是有那么一群人，他們挑戰(zhàn)所有的權(quán)威和既定的規(guī)則，他們挑戰(zhàn)自然地邏輯和約定俗成的常識(shí)。今年，這群人又發(fā)威了，他們這次的目標(biāo)是人類最強(qiáng)的武器也是人類最復(fù)雜的組織：大腦。
DARPA顱內(nèi)芯片研究項(xiàng)目即將啟動(dòng)
近日，DARPA將啟動(dòng)顱內(nèi)芯片研究項(xiàng)目Targeted Neuroplasticity Training（ 以下簡(jiǎn)稱TNT），在DARPA 3月16日發(fā)布的一篇名為Boosting Synaptic Plasticity to Accelerate Learning （提升神經(jīng)可塑性來(lái)加速學(xué)習(xí)能力）的新聞中，提到DARPA將利用「顱內(nèi)芯片」來(lái)幫助人提升學(xué)習(xí)能力，邏輯運(yùn)算和記憶力，該項(xiàng)目由由RE-NET項(xiàng)目的創(chuàng)始人Dr.Douglas Weber管理。一經(jīng)發(fā)布，引起了很多神經(jīng)科學(xué)家以及企業(yè)家的注意。
腦研究和改造在以前都是秘密項(xiàng)目，數(shù)據(jù)及文檔資料屬于國(guó)家機(jī)密。比如美國(guó)人熟知的MK Ultra項(xiàng)目。這次的研究公開化證明了DARPA本身對(duì)這個(gè)項(xiàng)目的信心以及美國(guó)民眾對(duì)于人腦提升領(lǐng)域的接受程度的提高。這就使得此次項(xiàng)目的進(jìn)展變成了世界矚目的一個(gè)進(jìn)程。與上篇提過(guò)的APPRANET技術(shù)一樣，這次公開的DARPA（至少學(xué)術(shù)界公開）項(xiàng)目會(huì)引起很多學(xué)校和私人研究室的研究熱潮，另一方面促進(jìn)商用化的可能性。實(shí)際上，2011年的tDCS研究就是讓我對(duì)腦力提升研究第一次感興趣的起點(diǎn)。
冷知識(shí)：MKULTRA 美國(guó)中情局在1953年本著“沒有人類試驗(yàn)品去測(cè)試這些驚人的技術(shù)”的理由而開發(fā)的思想控制，洗腦和研發(fā)超能力項(xiàng)目，此項(xiàng)目因?yàn)檫^(guò)于不人道的對(duì)囚徒和有色人種進(jìn)行試驗(yàn)而在之后被強(qiáng)制停止
以往的腦研究項(xiàng)目都是以治療疾病作為理由進(jìn)行的(比如阿茲海默病，即便是以提升神經(jīng)元生成（synapse formation）并且能明顯提升記憶力而聞名的Dihexa也還是會(huì)打著治療阿茲海默病的旗號(hào)。從科技角度上來(lái)講，以病人作為參考對(duì)象可以盡量的減少樣本容量，加速藥物檢測(cè)的速度。這樣有利于快速的對(duì)藥物的結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整。以健康人群作為研究對(duì)象不單單在效果監(jiān)測(cè)方面會(huì)變得很困難，也會(huì)使很多藥物的效果變得不明顯，這是因?yàn)榻∪竽X神經(jīng)遞質(zhì)（neurotransmitter）指標(biāo)都達(dá)到了平衡，而大部分腦力提升類藥物其實(shí)只有保護(hù)神經(jīng)受損（neuroprotective）和恢復(fù)神經(jīng)受損的效果，這特導(dǎo)致了他們?cè)诮】等巳褐械男Ч档突蛘呦А５獶ARPA這次表明了自己使用健康人群的意圖，這從側(cè)面證明了其以前對(duì)于此項(xiàng)目的信心以及以前研究項(xiàng)目成果的重視。
什么是腦力提升
智能提升（IA：Intelligence Augmentation， Cognitive Augmentation， Machine Augmented Intelligence）被視為一種對(duì)應(yīng)人工智能（AI）的技術(shù)。與AI這種通過(guò)機(jī)器模擬人類智商不同，IA所關(guān)注的是利用已有機(jī)械科技來(lái)輔助并提升大腦現(xiàn)有的能力。也因?yàn)槿绱耍瑹o(wú)論從理論角度或者實(shí)用角度，IA都比AI技術(shù)更容易實(shí)現(xiàn)。 但由于AI更加符合企業(yè)的訴求，所以導(dǎo)致了兩者媒體曝光度的不平等，這也使得擁有約三千年歷史的IA技術(shù)本身并沒有收到應(yīng)有的重視。
冷知識(shí)： AI vs IA的技術(shù)難度問(wèn)題 所有的AI技術(shù)都擁有問(wèn)題架構(gòu)（question framing ）和解決方案（solution）兩個(gè)層面，根據(jù)問(wèn)題精度和側(cè)重點(diǎn)的不同，他的解決方式也會(huì)完全不同。而解決方式也不是通用的，使得每個(gè)技術(shù)對(duì)象都不同且唯一。這造成了能在圍棋上天下無(wú)敵的Alpha Go技術(shù)不能直接被轉(zhuǎn)移到股市研究上。語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)不能用來(lái)解決圖像識(shí)別等等。而IA技術(shù)研究的對(duì)象卻僅僅是神經(jīng)組織，導(dǎo)致了技術(shù)研究更加集中，試驗(yàn)方法也更加簡(jiǎn)單。
現(xiàn)在與IA相關(guān)聯(lián)的詞匯還有 超人文主義（Transhumanism），又被稱為H+，1960年代由FM-2030（是的這是個(gè)人名）在The New School提出的新人類概念（New Concepts of The Human）所引出（是的，很多科幻小說(shuō)，漫畫比如著名的高達(dá)系列就是間接引用了這個(gè)概念）。歷史可追溯到蘇格拉底和亞里士多德對(duì)人類的反思以及尼采的“超我”的哲學(xué)概念。他是對(duì)新人類，或者叫做transhuman利用各種科技來(lái)對(duì)自身進(jìn)行增強(qiáng)和改造。并在生活行為習(xí)慣和哲學(xué)上的一些改變和更改。關(guān)聯(lián)詞：未來(lái)學(xué)（Futurelogy）
此主義的宗旨是利用科技來(lái)延長(zhǎng)壽命，增強(qiáng)智商，和提升健康程度。主流腦提升手段有四種：藥物；音頻；電流刺激和芯片植入。
1）以草藥或者合成藥物為代表的Nootropics。這個(gè)詞匯由Dr. Giurgea命名。他的詞根汲取了古希臘的文字noo，原意是思考，和ropein,愿意為改變。他在美國(guó)又被成為聰明藥而在學(xué)生和年輕白領(lǐng)中流行。這種聰明藥最早的發(fā)源地來(lái)自中國(guó)和日本，比如中國(guó)的銀杏（Ginkgo Biloba）和印度的Medhya Rasayana （5，6，7）。現(xiàn)在最流行的nootropics則是racetam家族所組成的藥物，比如Piracetam，Oxiracetam，Aniracetam等。
2）以聲音作為媒介來(lái)改變腦電波頻率的Binaural Beats。此1859年創(chuàng)立的技術(shù)通過(guò)給左右耳不同頻率的音調(diào)來(lái)改變大腦的狀態(tài)。
3）以電流作為媒介來(lái)從顱外直接刺激神經(jīng)系統(tǒng)。最早可以追溯到用電鰩來(lái)治療偏頭痛的古希臘醫(yī)生Claudius Galen 。近來(lái)則有1966年用tDCS來(lái)幫助人解決抑郁癥問(wèn)題和老年癡呆的D. J. Albert （6）。這一類技術(shù)由于副作用相對(duì)較少，易于控制，風(fēng)險(xiǎn)較小，并且不需要被植入體內(nèi)而成為了DARPA 2011年來(lái)研究的重點(diǎn)以及很多。當(dāng)然也由于此類技術(shù)的慢慢興起，導(dǎo)致了第三類技術(shù)的出現(xiàn)，也是此類技術(shù)的增強(qiáng)版，但與之不同的是，此技術(shù)是完全沒有侵入性（non-invasive），所以相對(duì)安全很多，而且使用領(lǐng)域也要大很多。
4）在腦內(nèi)植入芯片的技術(shù)下利用電或者冷激光。由于這種技術(shù)擁有很大的侵入性（Invasive），和這種技術(shù)依賴神經(jīng)外科醫(yī)生的輔助，難度和危險(xiǎn)度都遠(yuǎn)超過(guò)前面兩種。但同時(shí)效果也遠(yuǎn)比前面兩種強(qiáng)。最早是治療癲癇和老年癡呆。也是DARPA在2013年以后開始著重研究的技術(shù)之一。由于可以直接的對(duì)末梢神經(jīng)進(jìn)行刺激和操控，所以他在效果上可以和直接改變基因相提并論。
冷知識(shí)： 超人文主義 （Transhumanism） 又被稱為H+，1960年代由FM-2030（是的這是個(gè)人名）在The New School提出的新人類概念（New Concepts of The Human）所引出（是的，很多科幻小說(shuō)，漫畫比如著名的高達(dá)系列就是間接引用了這個(gè)概念）。歷史可追溯到蘇格拉底和亞里士多德對(duì)人類的反思以及尼采的“超我”的哲學(xué)概念。他是對(duì)新人類，或者叫做transhuman利用各種科技來(lái)對(duì)自身進(jìn)行增強(qiáng)和改造。并在生活行為習(xí)慣和哲學(xué)上的一些改變和更改。關(guān)聯(lián)詞：未來(lái)學(xué)（Futurelogy）
DARPA對(duì)腦力提升的研究歷史
RE-NET是Dr.Douglas Weber 在2010年主導(dǎo)的DARPA項(xiàng)目。最初的目標(biāo)是通過(guò)顱內(nèi)高效率腦機(jī)裝置（high performance neural interface）來(lái)進(jìn)行以往無(wú)法完成的大腦分析，并通過(guò)這些分析結(jié)果來(lái)控制DARPA的新型義肢。但RE-NET的成果卻造成了極為精確地大腦分析和思考識(shí)別能力，并為DARPA之后的研究成果打下基礎(chǔ)。從我之前在HI研究室研究的經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，利用腦電（EEG：Electroencephalogram）數(shù)據(jù)分析最大的障礙就是噪音清除（denoise），而RE-NET的硬件噪音清除能力在研究領(lǐng)域應(yīng)該是首屈一指，而解決了傳統(tǒng)顱內(nèi)eeg對(duì)大腦的傷害。
2011年，DARPA正式將顱外直流電刺激技術(shù)（tDCS：Transcranial Direct Current Stimualtion）使用到了智力/學(xué)習(xí)能力提升的領(lǐng)域。利用把電極貼在皮膚上特定的位置上（在EEG 10/10 system中，是T4的位置，請(qǐng)沒有經(jīng)驗(yàn)的看官不要瞎做嘗試，謝謝），并釋放極少量的電流（在0.1到0.2毫安），學(xué)習(xí)者會(huì)在20分鐘內(nèi)達(dá)到高達(dá)200%的學(xué)習(xí)速度提升效果。這項(xiàng)技術(shù)由于極為安全以及簡(jiǎn)單所以在近4年的研究領(lǐng)域相當(dāng)受歡迎，并且在軍事中應(yīng)用到了狙擊手和飛行員訓(xùn)練上。而DARPA對(duì)這項(xiàng)技術(shù)最大的貢獻(xiàn)就是第一次大規(guī)模的將他使用在健康人身上。并證實(shí)了他對(duì)健康人的好處。
tDCS技術(shù)有著俞百年的歷史和歷經(jīng)研究測(cè)試的穩(wěn)定程度，他可以充分更改大腦狀態(tài)，提升大腦機(jī)能，對(duì)如抑郁癥，失智癥甚至最近VR技術(shù)難題的眩暈癥都有改進(jìn)效果，實(shí)際上就我的研究效果來(lái)看，很多機(jī)能的提升都對(duì)大腦有長(zhǎng)期的益處，所以是一個(gè)很有趣的研究方向。具體這項(xiàng)技術(shù)我將來(lái)會(huì)作為系列文來(lái)介紹給有興趣的大眾。
冷知識(shí) 大家可能會(huì)問(wèn)，為何DARPA沒有研究比較保險(xiǎn)的聰明藥（Nootropics）技術(shù)（可以和大醫(yī)藥公司合作）或者比較簡(jiǎn)單易用的binural beats技術(shù)（使用者戴個(gè)耳機(jī)聽聽音樂(lè)就可以），這個(gè)理由其實(shí)很簡(jiǎn)單，美國(guó)在二戰(zhàn)就收集了當(dāng)年德國(guó)所有的腦科技研究資料，這包括了當(dāng)時(shí)希特勒對(duì)聰明藥的所有研究資料，和一些被納粹稱為黑魔法的聲音類研究技術(shù)。而由于納粹對(duì)神經(jīng)提升，尤其是藥物神經(jīng)提升類藥物擁有很大的貢獻(xiàn)，尤其是使用了俞百萬(wàn)猶太人作為研究對(duì)象的非人道研究，制造出了很多可以改變神經(jīng)工程學(xué)的材料。二戰(zhàn)納粹戰(zhàn)敗后，美國(guó)作為最大戰(zhàn)勝國(guó)收集了所有的德國(guó)研究資料。這直接導(dǎo)致了美國(guó)從戰(zhàn)后就對(duì)藥物類腦科技擁有很深的認(rèn)識(shí)。當(dāng)然這又是另一個(gè)故事了。
當(dāng)然，我相信聰明的讀者估計(jì)已經(jīng)總結(jié)出了一個(gè)規(guī)律，DARPA是不會(huì)只研究一個(gè)能改變世界的技術(shù)的，尤其是當(dāng)這項(xiàng)技術(shù)可以用來(lái)引發(fā)另一個(gè)革命：人類進(jìn)化的革命。
DARPA歷史，一場(chǎng)沒有硝煙的革命
DARPA， 全名Defense Advanced Research Project Agency. 1958 年成立，每年有2.97億美元的預(yù)算，成員永遠(yuǎn)保持在150名以下。隸屬于美國(guó)國(guó)防部的研究機(jī)構(gòu)。DARPA是世界上最初使用外包實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的公司，哈佛大學(xué)的business insider詳細(xì)講述了DARPA外包其實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目不同的內(nèi)容給多達(dá)100個(gè)私人實(shí)驗(yàn)室，并且通過(guò)這些實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的數(shù)據(jù)來(lái)決定哪些項(xiàng)目需要終止。此模型在后來(lái)被Google ATAP所使用，并創(chuàng)造了google的高速原型設(shè)計(jì)模式。
DARPA聲稱對(duì)所有會(huì)造成國(guó)家安全問(wèn)題的技術(shù)都極為感興趣。事實(shí)上也確實(shí)是如此，無(wú)論是人工智能（AI），宇宙探索，還是生物科學(xué)，亦或是網(wǎng)絡(luò)安全這里都會(huì)被進(jìn)行大量的研究和實(shí)踐。
DARPA的過(guò)去成就眾多， 比如發(fā)明了軍事上革命技術(shù)的_自動(dòng)目標(biāo)識(shí)別系統(tǒng)（Automatic Target Recognition）_，搭載無(wú)人駕駛技術(shù)的_波音X-45_，以及改變了個(gè)人電腦研究進(jìn)程和AI技術(shù)的_Project MAC_。這些這些都讓DARPA和其他私人公司或者私人實(shí)驗(yàn)室拉開了極大距離。
DARPA實(shí)時(shí)關(guān)注著私人實(shí)驗(yàn)室和私人公司的力量。隨著Google等擁有革命級(jí)技術(shù)的公司以及無(wú)人車技術(shù)的興起，DARPA在2004年舉行了第一屆的DARPA Grand Challenge。有很多人說(shuō)正是這場(chǎng)大賽讓世界所有名校的研究室的目光聚向了無(wú)人車技術(shù)，并且促進(jìn)了市場(chǎng)級(jí)無(wú)人車的誕生。
說(shuō)到這，就再說(shuō)下DARPA的可怕，由于DARPA從1958年就貫徹了他們只招天才的模式，他們個(gè)個(gè)都曾經(jīng)制造出別人無(wú)法領(lǐng)略的科技。而其中之一，也就是前DARPA總裁Dr. Regina Dugan現(xiàn)在是Google ATAP的主管。在她的手底下掌握著眾多項(xiàng)目，Project Tango， 世界上最被期待的AR識(shí)別技術(shù)；Spotlight Stories， 第一個(gè)使用360度視頻和音頻技術(shù)的短片動(dòng)畫；Project Ara，第一個(gè)模塊化手機(jī)。 是的，DARPA不管在研究還是私企都不僅僅只是影響著世界頂端的科技技術(shù)，他們還確實(shí)的在引領(lǐng)每個(gè)新的商用技術(shù)的潮流。
正是由于DARPA對(duì)世界的影響以及它本身的政府性質(zhì)，導(dǎo)致了他們的研究資料和研究成果通常不會(huì)公開。不僅如此，他們還會(huì)要求其他研究機(jī)構(gòu)和學(xué)校對(duì)他們公開研究成果，這也使得DARPA擁有更加先進(jìn)成熟的研究成果。
DARPA以往研究的技術(shù)總結(jié)起來(lái)主要是深入(Deep)，全球化（Globalization）以及會(huì)改變世界的進(jìn)程（World-changing）。他們只對(duì)能改變世界的技術(shù)感興趣，并以保護(hù)國(guó)家安全為名明目張膽的研究他們。我們來(lái)看看其中幾個(gè)成功的技術(shù)：
1）ARPANET network
互聯(lián)網(wǎng)（Internet）的前身。通過(guò)1967年的學(xué)術(shù)研究而制造出來(lái)，由DARPA的前身Advanced Research Projects Agency （ARPA） 在1969年制造，雖然在當(dāng)時(shí)僅有4臺(tái)電腦相連接，但這確確實(shí)實(shí)就是第一代的互聯(lián)網(wǎng)。最初APPANET的目的是為了讓研究數(shù)據(jù)更好的在電腦間傳播，而他的商業(yè)化卻變成了現(xiàn)在信息化時(shí)代的起點(diǎn)。這是DARPA歷史上最有名的一個(gè)技術(shù)革命之一。
1980年，ARPANET的技術(shù)被美國(guó)軍方所應(yīng)用，這使得NSFNet得以誕生，直到1995年，NSFNet正式從軍方退役，其技術(shù)正式被一些大的商用公司所應(yīng)用，這包括了著名的AOL。
2）全球?qū)Ш较到y(tǒng)（GPS）和導(dǎo)航衛(wèi)星
1960年，為了幫助軍事戰(zhàn)艦的戰(zhàn)略通訊更加容易，DARPA制造了TRANSIT衛(wèi)星系統(tǒng)，這使得在軍事戰(zhàn)艦的精確位置可以被縮短到200米以內(nèi)。這些軍事系統(tǒng)在1988年被淘汰，而換上了現(xiàn)代的NAVSTAR GPS 衛(wèi)星。
3）語(yǔ)音識(shí)別（Speech Translation）
在伊拉克戰(zhàn)爭(zhēng)第一次被使用。世界上最有名非商業(yè)化語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)系統(tǒng)。盡管他的實(shí)際翻譯能力是50%左右，但由于極強(qiáng)的穩(wěn)定性而被軍方所喜愛。
4）隱形飛機(jī)（Stealth Planes）
可能是DARPA最著名并且最瘋狂的成功項(xiàng)目。在1970年代的Have Blue為世界著名的F-117 “夜鷹”戰(zhàn)斗攻擊機(jī)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，也為美國(guó)空軍制霸帶來(lái)了可能性。
5）砷化鎵 （Galium Arsenide）
被稱為半導(dǎo)體貴族的芯片材料。作為現(xiàn)代通訊芯片的主要材料，砷化鎵1964年借著電腦研究熱潮進(jìn)入試用階段的，并在遠(yuǎn)超過(guò)硅的電子特性中代替硅成為了第二代半導(dǎo)體。可以毫不夸張的說(shuō)，現(xiàn)代衛(wèi)星通訊技術(shù)的發(fā)達(dá)有很大原因是因?yàn)樯榛壖夹g(shù)研究的成功。
在本篇我們簡(jiǎn)單介紹了下DARPA的歷史和他們的技術(shù)。簡(jiǎn)而言之，他們的技術(shù)每一個(gè)都擁有可以讓美國(guó)擁有開掛能力的實(shí)用性，和能讓世界進(jìn)程改變的研究深度。因此，DARPA的每個(gè)項(xiàng)目都擁有其獨(dú)特的歷史意義。比如ARPANET的商用版，互聯(lián)網(wǎng)（Internet）開啟了整個(gè)的互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代以及接下來(lái)的物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，GPS技術(shù)將所有事物有機(jī)的結(jié)合在一起，將所有與物流和社交概念的技術(shù)得以實(shí)現(xiàn)。而這同時(shí)也催生了O2O，社區(qū)+這樣的新型概念。并且將智能城市，智能汽車在30年前聽起來(lái)都天方夜譚的概念變得可行起來(lái)。這也就是說(shuō)每樣現(xiàn)在我們擁有的技術(shù)核心到本質(zhì)都能和DARPA的一項(xiàng)技術(shù)對(duì)接起來(lái)。
接下來(lái)，我將在即將發(fā)布的本文下篇向大家詳細(xì)介紹Darpa將要正式Launch的TNT項(xiàng)目：【TNT:引發(fā)人類進(jìn)化的前奏】。在這篇文章里，我將為大家從技術(shù)層面為大家詳解這次Darpa的TNT項(xiàng)目。歡迎大家在機(jī)器之心公眾號(hào)進(jìn)行留言，告訴我你希望了解的相關(guān)技術(shù)和問(wèn)題。我將在下篇里為你解答。
本文由機(jī)器之心原創(chuàng)
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