上一篇 EP3-Neuralink: 一場充滿科技、科幻、哲學卻又現實的革命性演講(上) 介紹了 Neuralink 的基本內容,包含他們的目標,近期未來規劃,馬斯克的思考等。這一篇會更專注於較為深入的話題,也是我最喜歡的部分。接下來,在本期內容你/妳可以了解到的東西有:
- 產品一:Telepathy 心電感應
- 產品二:Blindsight 盲視,何謂視覺義肢?
- Neuralink 強大的垂直整合能力!
- 硬體設計與製造
- 軟體與演算法開發
- 臨床試驗
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帶大家先簡單回顧一下 Neuralink 在未來三年的目標吧!
- 現在:運動皮質層(腦波控制滑鼠、機械手)
- 下季度:語言皮質層 (心電感應出你想說的話)
- 2026:視覺皮質曾 (視覺義肢,幫助盲人看見世界)
- 2027:全腦整合 (同時整合過去三個技術)
- 2028:大腦整合 AI (會展示 AI 整合大腦的情境)
看起來非常不可思議,甚至有些科幻對吧。但必須說,雖然大家對於馬斯克說的話常抱持著聽聽就好的想法。但如果看 Neuralink 在這幾年的執行力,會發現兩年前所訂下的目標,現在都正在軌道上,且不斷前進中。不過,這種很前衛的技術是不是真的能如期執行,也蠻讓人好奇的。但這也是他們這次演講的目的之一,創造很偉大的夢想,並展示現在的實力,來吸引更多同樣願景的人一起改變世界!

過去兩年的目標執行度
Telepathy 心電感應
這是 Neuralink 的第一項產品,也是已經有植入到參與者腦中的產品。基本上分為兩個部分,可以紀錄運動皮質層關於手和手臂的神經活動。若在往下深入,可以到語言皮質層,這部分將在下季度實現。
這兩個部分都是用同樣的設備,且同樣的機器學習模型,相同的軟體架構和流程。除了可以用腦波控制滑鼠、搖桿、機械手臂外,也可以心電感應出你腦中所想的語言。Neuralink 在開發的會是全新與電腦互動方式的革命,不在需要用手指打字、語音輸入或是移動滑鼠,可以直接將思考化為電腦的輸入。

Telepathy 心電感應
Blindsight 盲視,何謂視覺義肢?
這是 Neuralink 的第二個產品,會增加更多的通道數量 (電極數) 來讀取大腦中視覺皮質層的數據,將由現在的 1000 條到 3000 條通道。
Blindsight 盲視,是他們對這項產品的命名。簡單說就是視覺義肢,幫助那些沒有視覺能力,或是視覺能力弱化的人恢復看見世界的能力。這個項目會需要參與者帶上一副具有攝影機的眼鏡,如下圖所示。眼鏡拍攝到眼前的景象,會經過電腦或是手機進行數據處理,再將處理後的資訊傳遞到腦中的晶片。這時因為晶片已經透過電極通道與大腦視覺皮質層連接,所以只要輸出並刺激該區域,就能恢復視力看到畫面。

Blindsight 盲視
蠻有趣的是,他們發現大腦不同區域所負責的視野也不同。想要有更寬更大的視野,就要往更深處的結構探索。而且所呈現的畫面也會是中央較細緻,外圍較分散的情況。馬斯克曾說過「透過 Neuralink 直接與視覺皮層連接,可以讓完全失明的人也能重見光明。雖然那樣的視覺一開始會受到限制,就像早期的電腦繪圖一樣,但最終會超越人類最好的眼睛。」

視覺皮質層與視野範圍的對比

初期如同像素般的視覺能力
Neuralink 強大的垂直整合能力!
Neuralink 的垂直整合能力在腦機介面(BCI)領域中表現出色,包含其從硬體設計、製造到軟體開發與臨床應用的全方位控制:
1. 硬體設計與製造
如同特斯拉,Neuralink 也具有同樣特質。在硬體開發上展現的能力涵蓋了晶片設計、電極技術和手術機器人等關鍵技術:
- 自研晶片:Neuralink 自主設計並製造其核心晶片。一個硬幣大小的植入式腦機介面設備。是使用整合了 1024 個電極通道的 N1 晶片,現在他們也開發了下一代 S1 晶片,可以提供更多的通道、高動態的錄製能力以及更廣泛的電流與電壓刺激控制。

S1 新一代晶片
- 自研電極:同樣在電極通道上,他們也是內部設計與製造比髮絲還細的線(4-6微米)來與大腦神經元連接。目前根據盲視計畫的需求,他們也經過快速迭代設計與製造來開發新的電極線。新的電極可以做到更低的電阻,確保更多的電荷傳遞,這對盲視是很重要的。

自研改良版電極
- 專屬手術機器人:Neuralink 開發了全自動神經外科手術機器人,在最好的情況下,每個線程需花費 17 秒完成,而且在一些外部干擾下還需要重新插入。但未來需求更大,改良後現在新一代機器人將植入時間從 17 秒縮短至1.5 秒,效率提升顯著。雖然兩者外觀相似,但每個系統都是從頭開始重新設計,並把重點放在可靠性、製造性、維修性,加上具備垂直整合技術,也讓 Neuralink 對這系統有從頭到尾的掌控度,不須依賴供應商確保了技術的獨立性和迭代速度。

新一代手術機器人
- 製造能力:製造能力可以說是馬斯克的精隨強項之一,特斯拉與 SpaceX 就是很典型的例子。Neuralink 想必也遵循這點,他們強調內部製造以加速技術和產品的迭代並控制品質。例如針頭卡匣從原本需花 24 小時製造到新一代只需 30 分鐘,價格也從原成本 350 美元,降低到 15 美元。不過也必須說,多數是因為許多任務沒有合適的外部供應商,Neuralink 才選擇自行開發製造流程。

針頭卡匣的巨大進步

Neuralink 晶片的產品迭代
2. 軟體與演算法開發
Neuralink 的垂直整合延伸到軟體層面,特別是在訊號處理和人機介面演算法上:
- 訊號解碼與壓縮:Neuralink 開發了專有的演算法,能在大腦端進行訊號解碼(decode on head),這就是典型的透過邊緣運算減少數據傳輸需求。在解碼後,會將訊號進行壓縮,並在確保低功耗、低寬頻的方式傳輸到外部設備進行控制。

Neuralink 晶片對應搖桿的訊號解碼
- 應用整合:必須說這才是最重要的,Neuralink 在開發的是全新的使用者互動方式。就像是當初智慧型手機時代,Apple 開發的全新手機互動方式,也就是用觸控,引領了後續多年。除了互動上,應用層面也很重要,Neuralink 目前支援手機 APP、電腦、遊戲搖桿、機械手臂等操控。這也是多虧於軟硬體的整合能力所造就的優勢。

使用者互動

多種應用情境
3. 臨床試驗
與人體醫療相關的,最重要的是將技術從實驗室推向臨床應用,Neuralink 這部分的能力也是垂直整合的重要展示:
- 從動物到人體試驗:Neuralink 在動物試驗(老鼠、豬、猴子)中積累了豐富經驗,並於 2023 年 5 月獲得美國 FDA 批准進行人體試驗。2024 年 1 月首例人體植入成功,到現在已經有七名患者成功植入,狀態也都非常良好。

猴子實驗:乒乓球遊戲
總結
Neuralink 的垂直整合能力可以從晶片設計、電極製造、手術機器人到軟體演算法和臨床試驗的全流程控制看出來,這使其能在 BCI 領域快速迭代並保持技術領先。最重要的是,內部製造和自研技術降低了成本和外部依賴。我認為這是馬斯克很典型的公司基因,當然一部分是因為公司科技太前衛,只能自研製造,但垂直整合的能力同時也是確保公司技術的獨立性以及快速迭代的能力。
不過 Neuralink 與過去其他馬斯克的公司不同,有延伸許多倫理問題和技術穩定性需要克服。接下來,隨著 2026 年「Blindsight」和 2028 年「全腦接口」計畫的推進,Neuralink 能否真的幫助人類減緩 AI 快速成長造成的認知差距,進而可能引起的文明滅亡風險,是一個非常值得觀察與期待的事。