“任何足夠先進(jìn)的科技，都與魔法無(wú)異?！?科幻小說(shuō)《2001太空漫游》的作者亞瑟.克拉克曾經(jīng)說(shuō)過(guò)這樣一句不無(wú)道理的話。在茫茫多科幻作品中，有著茫茫多看似遙不可及，甚至是有如永動(dòng)機(jī)這樣被論證為永遠(yuǎn)無(wú)法實(shí)現(xiàn)的技術(shù)。

但凡事總有例外。以視覺(jué)為突出體驗(yàn)的先進(jìn)科技，往往更易于實(shí)現(xiàn)。這其中，全息影像、虛擬仿真都已經(jīng)降臨我們的現(xiàn)實(shí)生活。而與虛擬仿真技術(shù)息息相關(guān)的腦機(jī)技術(shù)，也逐漸被人類掌握。

素來(lái)以技術(shù)狂人形象示人的馬斯克，已經(jīng)涉足腦機(jī)這一領(lǐng)域，其專門創(chuàng)立腦機(jī)接口公司Neuralink。在馬斯克的理解中，AI將為人類服務(wù)而不是成為人類未來(lái)的毀滅者。他認(rèn)為人類必須借助腦機(jī)，獲得不亞于AI的能力并掌控機(jī)器人。

虛擬仿真技術(shù)與腦機(jī)融合的前景

一切將科幻變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)的動(dòng)機(jī)與努力都足夠偉大。當(dāng)然，腦機(jī)的應(yīng)用前景并不只是讓人類匹敵或掌控AI機(jī)器人如此宏大，更為“接地氣”的用途則是，幫助治愈或緩解神經(jīng)疾病，以及幫助失能患者獲得康復(fù)或輔助行動(dòng)力的希望。

目前，大約有4000多種罕見(jiàn)病，其中1700種屬于腦病，有認(rèn)知障礙表現(xiàn)的神經(jīng)疾病，如阿爾茨海默癥、帕金森病、精神分裂癥等，正以驚人的速度影響著全球人口的健康。對(duì)于重大腦病的預(yù)防和治療是目前研究的重點(diǎn)。

國(guó)內(nèi)的科學(xué)家正在研究腦機(jī)接口與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)結(jié)合的“數(shù)字療法”。腦機(jī)接口技術(shù)可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)患者的腦電活動(dòng)，分析其在這些任務(wù)中的表現(xiàn)，并為醫(yī)生提供精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)反饋。而虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的沉浸感與逼真性，為患者提供一個(gè)可參與、可互動(dòng)的訓(xùn)練平臺(tái)。

今年年初，工業(yè)和信息化部、教育部、科學(xué)技術(shù)部、交通運(yùn)輸部、文化和旅游部、國(guó)務(wù)院國(guó)有資產(chǎn)監(jiān)督管理委員會(huì)、中國(guó)科學(xué)院七部門聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于推動(dòng)未來(lái)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的實(shí)施意見(jiàn)》，全面布局未來(lái)產(chǎn)業(yè)，推動(dòng)前瞻新賽道，加快傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)。

這其中便提到“突破腦機(jī)融合、類腦芯片、大腦計(jì)算神經(jīng)模型等關(guān)鍵技術(shù)和核心器件，研制一批易用安全的腦機(jī)接口產(chǎn)品，鼓勵(lì)探索在醫(yī)療康復(fù)、無(wú)人駕駛、虛擬現(xiàn)實(shí)等典型領(lǐng)域的應(yīng)用”。

虛擬仿真技術(shù)助力神經(jīng)科學(xué)人才培養(yǎng)

腦機(jī)本身已經(jīng)涉及信息技術(shù)與神經(jīng)科學(xué)兩個(gè)不同領(lǐng)域，腦機(jī)與虛擬現(xiàn)實(shí)的交融更是不同學(xué)科交叉的產(chǎn)物。在這一技術(shù)落地之前，人們必須攻克重重難關(guān)，對(duì)復(fù)雜的神經(jīng)系統(tǒng)開(kāi)展研究，探索生物電信號(hào)的奧秘。

在已知宇宙中，人類大腦是最復(fù)雜的物體之一，大腦中含有超過(guò)1000億個(gè)神經(jīng)元，每個(gè)神經(jīng)元擁有超過(guò)1000個(gè)突觸與其他神經(jīng)元形成連接。運(yùn)動(dòng)、感知、痛覺(jué)等生物信號(hào)都是通過(guò)電信號(hào)進(jìn)行傳遞。其既具有普遍性，又具有特殊性。

無(wú)論是研究還是教學(xué)，生物神經(jīng)信號(hào)都自帶較高的難度系數(shù)，而傳統(tǒng)的教學(xué)手段在相關(guān)人才培養(yǎng)方面更是顯得捉襟見(jiàn)肘，單純的知識(shí)灌輸無(wú)法在這項(xiàng)極具探究性的課業(yè)中啟迪受眾，細(xì)微而復(fù)雜的神經(jīng)信號(hào)又難以直觀呈現(xiàn)，這讓課程內(nèi)容顯得枯燥乏味又難于掌握。

恒點(diǎn)與南京航空航天大學(xué)開(kāi)展校企合作，創(chuàng)新地將虛擬仿真技術(shù)用于相關(guān)教學(xué)，共同開(kāi)發(fā)腦神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)電信號(hào)微電極采集與分析虛擬仿真實(shí)驗(yàn)。循序漸進(jìn)的課程設(shè)置，合理化教學(xué)難度；交互式實(shí)驗(yàn)操作，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)操與探究能力，彌補(bǔ)傳統(tǒng)教學(xué)的不足。

本實(shí)驗(yàn)的開(kāi)發(fā)十分重視實(shí)現(xiàn)科研反哺，令學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)認(rèn)識(shí)、掌握、應(yīng)用，將所學(xué)理論知識(shí)與科研實(shí)踐相結(jié)合，縮短在校學(xué)習(xí)至職業(yè)崗位的距離。為此，恒點(diǎn)與校方共同打造的這一項(xiàng)目，還融入了思政教學(xué)內(nèi)容，幫助學(xué)生樹(shù)立科教報(bào)國(guó)的愛(ài)國(guó)思想。

結(jié)語(yǔ)

從實(shí)踐中來(lái)，回到實(shí)踐中去。展望腦機(jī)與虛擬仿真技術(shù)融合發(fā)展、造福人類的未來(lái)，我們必須立足當(dāng)下，打好基礎(chǔ)。人才是新質(zhì)生產(chǎn)力發(fā)展的第一要素，人才先行是新質(zhì)生產(chǎn)力發(fā)展的基石，相關(guān)人才的培養(yǎng)是腦機(jī)開(kāi)發(fā)的第一步。

為此，技術(shù)資源、資金投入和政策支持都將在科技生產(chǎn)力中發(fā)揮重要作用。按照發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力要求，暢通教育、科技、人才的良性循環(huán)，完善人才培養(yǎng)、引進(jìn)、使用、合理流動(dòng)的工作機(jī)制。

利用虛擬仿真技術(shù)開(kāi)展神經(jīng)科學(xué)人才培養(yǎng)，進(jìn)而反哺相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)新質(zhì)生產(chǎn)力發(fā)展的題中之義。