AI 發展進階階段：腦機一體化實作人機和諧共生，意念控制心想事成
随着5G 、6G、雲計算、AI（人工智能）、大資料等技術不斷被運用于各個領域，AI機器人感性認識、理性認知、分析判斷、搜尋抓取、綜合歸納、自主決策能力不斷提升，将推動有人與無人和諧共生、人機一體未來社會由空想變為現實。
人工智能（AI）一詞，自從1956 年在Dartmouth學會上提出以來，研究者們研制發展了機器人、語言識别、圖像識别、自然語言處理和智能專家系統以及聊天機器人、播音機器人等數字新産品，現基本實作了由1.0向2.0邁進。
AI機器人，就是利用人工智能技術制造的機器人，它與一般機器人相比，具有在相當發達的“大腦”中起作用的中央計算機操作控制系統，具備形形色色的内部資訊傳感器和外部資訊傳感器，能夠了解人類語言、聽懂人類話語，用人類語言同操作者之間進行直接對話與交流，代替人去完成制作任何樣式文本等工作。
AI機器人的誕生，最初是人類的助手，當時其本身未有人的意識和思維，猶如一個工作保障平台，有人預先給其輸入固定程式讓其代替人去完成各種保障任務。此後，AI機器人在計算機系統生成的智能專家系統輔助下，開始像人類一樣會計算、傳遞資訊，能夠幫助有人存儲和快速處理海量資料，具有簡單人為能力，但未有人的感覺認知能力，還擺脫不了人為控制。直至現在，AI機器人具有簡單的思維智慧、感覺認知、看懂聽懂、分析判斷、自主決策的能力，能夠幫助有人高效地完成“看”和“聽”相關工作，即可按照人為控制程式行動，也可在沒有人為指令的情況下進行自主決策。
一、AI競賽驅動機器人“大腦”向“人腦”思維發展
目前，在世界各國展開的AI競賽中，AI系統計算思維能力雖然比不上人類大腦，但是研究者們把最新算法植入AI系統體内，并對其“深度學習”進行教育訓練和指導練習後，就可與人類争鋒。
2016年1月，阿爾法圍棋就在實戰中擊敗了歐洲冠軍，震驚了世界。此後，又在首爾第一場巅峰對決中擊敗圍棋高手南韓人李世乭。2022年，Al自動繪畫生成的作品《太空歌劇院》，在美國科羅拉多州舉辦的博覽會美術比賽中獲得“數字藝術/數字修飾照片”組第一名。2023年3月15日，美國一家名為OpenAI的人工智能研究公司宣布推出GPT-4，這是其AI語言模型系列中最新的一款，為ChatGPT和新Bing等應用提供支援。與ChatGPT所用的模型相比，GPT-4不僅能夠處理圖像内容，且回複的準确性有所提高。據OpenAI稱，GPT-4是一個大型多模态模型，雖然在許多現實世界場景中的能力不如人類，但在許多專業測試中表現出超過絕大多數人類的水準。鑒于此，OpenAI的人工智能研究公司又宣稱研制GPT-5，引發新一輪AI競賽熱潮，正改變着資訊時代以人為主、智能技術為輔的現代生活方式，智能社會、智能工廠、智能産業、智能超市、智能工廠中的房間、智能編輯部等揭竿而起。
在2023全國兩會期間，央視訊推出的《“冠”察兩會》中，超仿真虛拟主持人“AI王冠”與王冠本尊再度同台，随時随地交流，開啟全新方式對熱點話題進行報道。在“AI王冠2.0”的新報道模式短視訊先導片中，“AI王冠”說自己對科技創新領域最感興趣，“如果我的算力進一步提升，表現就會超過你”。兩會期間，“AI王冠”的表現可圈可點，其資訊表達準确清晰，控制能力強。在深度學習的算法支撐下，“AI王冠”可以不間斷學習，進行自我功能疊代。
除谷歌之外，IBM、微軟、臉書、雅虎、亞馬遜等國外巨頭，以及國内的百度、騰訊、阿裡巴巴平台，紛紛投資AI機器人産業，AI寫作機器人在不少媒體和資訊網站上也加速布局，AI采寫機器人已融入數字新聞報道行業領域，各種新媒體直播神器如VR、AV、H5技術突飛猛進，AI寫作機器人搭乘大資料+雲計算的雲報道快車鳴笛啟動，正深刻地改變着融媒體以人為主體的編輯記者采訪報道方式，開啟人與機（編輯記者與AI采寫機器人）結合數字新聞報道新模式的同時，有的行業者也滋生恐智症。
就拿目前ChatGPT來說，的确有的行業者看了報道有點忐忑不安，擔心人腦的主導地位被AI機器人取代而邊緣化，更怕ChatGPT奪走有些行業者的飯碗，也有的萌發依托ChatGPT投機取巧……總之，ChatGPT被神化，人類有了危機感。不可否認，作為AI競賽的急先鋒，由人工智能技術衍生出來的AI機器人ChatGPT，其優勢在于能快速抓取并處理大量資訊，完成各種文本等任務。同時，ChatGPT還可以扮演“虛拟助手”的角色，與使用者進行人性化互動對話，像真人一樣聊天對話。然而，ChatGPT也并非萬能應用，存在着一些潛在風險和挑戰。況且，ChatGPT是由人腦操控的，雖然上知天文下知地理，但是它畢竟是由人類編寫的程式，最終還離不開人的控制，是人類提高工作品質和産出的輔助工具，而人與人之間的差別在于人類的思維。這意味着，更聰明的人将能夠更好地利用ChatGPT。是以，可以斷言，也許ChatGPT會取代人類很多工作，但絕對不會取代人腦。無論AI機器人如何高智能化，人在智能社會中的決定性作用和地位沒有變，隻不過人對AI機器人的依賴程度不斷增加，對人的數字科技素質要求越來越高。
在不久的将來，AI機器人能與使用者接觸，進行人機對話，開始像人類一樣能了解、分析、思考與決策，甚至具有超人能力，逐漸實作由人為控制、人機互動向意念控制、人機一體融合發展。
二、電影《阿凡達》激發研制“人腦-機器”接口意念控制機器人技術火花
看過電影《阿凡達》的人一定不會忘記影片中這樣一個片段：在潘多拉星上，下身癱瘓的前海軍戰士傑克·薩利躺在密封艙中，通過頭上戴着的複雜裝置，利用意念操控人造的混血阿凡達去完成主人想幹的各種工作。當然，潘多拉星和阿凡達隻是導演卡梅隆的虛構，利用意念操控阿凡達自然也不可能發生。但是，你或許不知道，利用意念操控物體已經不再是人類的空想。
目前，腦波相關的技術不斷被應用于醫療領域，如治療癫痫等腦部疾病的病人。此外，已經有多個科研機構宣稱開發出了可以利用思維控制的義肢，但是，目前大多仍停留在實驗室階段。雖然實作了多模式腦特征的提取，但是由于腦機接口的一些固有的局限性，如速度慢、正确率不夠高，成為國際上在腦控技術研究中的一大障礙。為解決這一問題，中國西北工業大學電子資訊學院率先提出了“腦機一體化”的概念，該概念的提出有力推動了腦控技術的實際應用。
如今，人類基于腦波具有随着情緒波動而變化的特性，研制出了“人腦-機器”接口意念控制機器人技術。
腦機接口，有時也稱作大腦端口或者腦機融合感覺，它是在人或動物腦(腦細胞的培養物)與外部裝置間建立的直接連接配接通路。在單向腦機接口的情況下，計算機或者接受腦傳來的指令，或者發送信号到腦(如視訊重建)，但不能同時發送和接收信号。而雙向腦機接口允許腦和外部裝置間的雙向資訊交換。
2012年2月21日，中國浙江大學求是高等研究院腦機接口研究團隊宣布，他們運用計算機資訊技術成功提取并破譯了猴子大腦關于抓、勾、握、捏四種手勢的神經信号，使猴子的“意念”能直接控制外部機械。2012年浙江大學學生研發的意念控制系統獲得全國大學生虛拟儀器大賽三等獎，可以通過眨眼選擇系統功能，集中注意力執行系統功能，實作意念控制機械手、音視訊播發、網際網路資訊發送、輪椅模型和玩遊戲等。2013年11月浙江大學學生研發的基于Wifi通信的意念控制視訊車，其設計中可以通過注意力控制賽車的速度，攝像頭的視訊實時傳輸到PC端和手機端。此設計由于創新性和技術性獲得全國大學生測量控制與儀器儀表設計大賽一等獎，并獲得國家專利。2014年1月浙江大學組建青芒創新創業團隊，研發意念控制風扇燈、意念控制賽車、意念控制飛行器等，并在浙江省科技館進行展覽。意念控制風扇燈中，使用者可以通過注意力控制風扇的轉動，風扇轉起來以後上面會顯示出設定的文字，非常炫酷。意念控制賽車中,使用者可以通過注意力控制賽車的啟停與速度。意念控制飛行器中,使用者可以通過注意力控制飛行器的高度，使用者注意力越集中飛行器的飛行高度越高。2014年3月浙江大學研發基于Emotiv的意念控制車載機械手，使用者可以通過運動想象控制機械手的移動，通過表情控制機械手完成特定的動作。
2015年6月，上海交通大學機械與動力工程學院成功利用人類的大腦意念遙控活體蟑螂。這隻蟑螂在人腦的指揮下，竟然完成了S形軌迹和Z形軌迹等任務 。
在天津大學和天津市人民醫院共同舉辦的純意念控制人工神經康複機器人系統發表會上，因中風導緻偏癱的董女士隻通過想，就能指揮自己原本無法動作的肢體聽話地完成相應動作，實作了癱瘓病人身随意動，思行合一的夢想。這是天津大學神經工程研究團隊和天津市人民醫院聯合研制的最新研究成果，起名為“神工一号”。與在世界杯上亮相的腦控機械外骨骼相比，“神工一号”更能夠展現出純意念。體驗者的想象并非隻是單純的控制指令，而是一種腦區激活方式，想象即為待實施的實際肢體動作，真正實作大腦皮層與肌肉活動的同步耦合。該系統包括無創腦電傳感子產品、想象動作特征檢測子產品、運動意圖識别子產品、指令編碼接口子產品、刺激資訊調理子產品、刺激電流輸出子產品6部分。體驗者需要把裝有電極的腦電探測器戴在頭部，并在患病肢體的肌肉上安裝電極，借助“神工一号”的連接配接，就可以用意念來控制自己本來無法行動的肢體了。
由天津大學研制開發的純意念控制的人工神經康複機器人“神工二号”在山東煙台釋出并進入臨床使用，讓部分癱瘓患者能夠重新恢複運動。
2008年，美國匹茲堡大學的科學家實作了讓猴子用“意念”控制機械手臂的運動。2009年的美國消費電子展上，全球最大的玩具廠商美泰公司推出了基于腦波技術的玩具MindFlex。
MindFlex是一款腦波控制玩具，玩家可以用意志讓小球懸浮至空中，意念越專注，小球就漂浮越高。利用輔助的手動控制裝置，玩家可以控制小球穿越各種障礙。MIndFlex推出短短5周後，第一批産品便銷售一空，瘋狂的表現也使它被亞馬遜評為2009年聖誕節玩具采購清單第一名。2011年10月，美國杜克大學醫學中心的科學家在《自然》雜志發表文章，宣布他們不僅能讓猴子用意念移動虛拟手掌，還能感受虛拟手掌觸摸物體的觸覺信号。
俄羅斯“未來研究基金會”已掌握了思維控制機械的腦機接口技術。
英國研究人員已開發出一種用于控制飛船模拟器的腦機接口裝置，戴在測試者頭上後，可成功控制飛船模型飛行，有望将有人與無人融合一體。
三、腦機一體化，讓士兵用意念遠端操縱他們的“阿凡達”替身在戰場上進行戰鬥
腦機一體化，就是通過腦機接口将大腦的智力和基于計算機技術的人工智能結合起來，将大腦作為計算機控制系統中的一個神經中樞，構成一個既有大腦的靈活和智能，又有計算機的高速和大容量的新型系統，用于對各種裝置與系統的控制。它既不是完全依靠“腦”，也不是完全依靠計算機進行全程控制。如：在未來陸地無人戰車應用中，戰車的運作主要基于人工智能技術的計算機系統控制的，但是人工智能系統的“智能”是依靠它所經曆過的戰場情況，戰場情況複雜多變，正常的智能系統不可能做到随機應變，這就是無人戰車有時不能按照人為控制運作的原因。加入腦控，可以在可能遇到緊急情況下，及時發出各種警示和模式切換指令，避免了各種事故發生。中國西工大神經資訊團隊取得新突破，實作用意念控制整個無人機編隊。
從2004年開始，美國國防部國防進階研究計劃局就已投入巨資，在杜克大學的神經工程中心等全美6個實驗室中展開了“思維控制機器人”的相關研究。盡管距離這一“終極目标”的實作尚早，但科學家已經取得了一些突破。2008年，位于北卡羅來納州的科學家已能讓一隻猕猴在跑步機上直立行走，并從植入猕猴腦部的電極擷取神經信号，通過網際網路将這些信号連同視訊一起發給日本的實驗室，最終美國猕猴成功地“用意念控制”。在經過10多年動物實驗的實踐基礎上，美國軍方應用于人體的早期植入裝置被設計及制造出來，開始對《阿凡達》影片中出現的BCI（腦機接口技術）開展了研究，并打算在未來打造出電影中的巨型“機械戰士”，讓士兵用意念遠端操縱他們的“阿凡達”替身在戰場上進行戰鬥。
2013年6月，美國明尼蘇達大學的華人科學家研究團隊展示了他們的意念控制研究成果。與以往需要在大腦中植入電極的意念控制技術不同。這項最新的意念控制技術完全是無創的，無需進行大腦植入操作。使用者隻需戴上一個帽子，通過帽子上的電極即可記錄下使用者的腦電波。在這個腦電圖掃描帽上，安裝64個緊貼頭皮的電極。這些電極監控來自大腦的電活動并将信号(或信号中斷)傳遞給電腦。電腦對這些資料進行處理後将之轉化為另一種電子信号，通過Wifi傳遞至飛行器的接收器，進而控制飛行器的飛行動作。該團隊展示了如何利用自己的意念操控一架模型直升機在空中飛行、俯沖、上升。通過腦機接口技術，不僅能通過意念控制無人機等飛行器，還可以控制陸地各種無人裝備，通過配備先進的腦波處理晶片、高精度陀螺儀的單電極腦波采集裝置，通過藍牙輸出頭部位置、使用者注意力、放松度、原始腦波等參數，控制陸地飛行器行動。
未來的單兵可以控制幾十台戰場機器人，即可為每台機器人配置設定一個特定的任務、在任務架構内賦予機器人一定的自主權，也可通過意念指揮控制周圍機器人。機器人也可根據戰場情況變化獨立作戰，或與有人部隊、其他無人作戰部隊自主協同作戰。指揮官和操作人員坐在指揮所内，看着螢幕顯示器就能意念指揮成建制機器人部隊；單兵佩戴意念操控技術的智能頭盔，不僅轉動攝像頭和傳感器平台觀察機器人行為動作，也可意念控制機器人行動；有人機飛行員，可以通過佩戴意念操控智能頭盔顯示器，就可指揮控制一小批在附近飛行的無人機群或各種平台發射的多架小型無人機。
當然，意念控制AI機器人的同時，機器人也可自主行動，甚至于機智過人，具有超人本領。當無人系統智能大腦向人類智慧大腦逐漸演進，必将日益突破人們的軍事想象力邊界，有一天智能大腦或許替代人類腦力具有超人智慧并不是天方夜譚。2020年8月，美國空軍的模拟空戰中AI（人工智能）擊敗了頂尖的F-16戰鬥機飛行員，人類飛行員說“我們作為戰鬥機飛行員所做的事情都不起作用”。在2023年4月6日的演習中，美軍測試了AI飛行員與人類操作員在超視距任務中的協同功能，這也是無人機史上首次 “近地軌道衛星通信”。人類操作員的指令通過“手動油門和操縱杆”發送到LEO-SATCOM上，并通過LEO-SATCOM将指令發送給AI飛行員。AI飛行員自主跟蹤和動态機動，并通過HOTAS更新相關的資訊。AI飛行員提供的資訊通過HUD顯示，人類操作員根據這些資訊通過HOTAS向AI重新配置設定任務。在此次測試中，通過LEO-SATCOM，地面的操作人員可以在無人機升空時快速教育訓練和部署AI飛行員，證明了GA-ASI在幾分鐘内更新AI飛行員的能力。
2021年6月初，美海軍水面開發第1中隊在加州聖疊戈海軍基地無人作戰中心内，遠端操控美軍“幽靈艦隊”試驗項目的第二艘“流浪者”号無人水面艦艇由墨西哥灣海域穿航通過巴拿馬運河，進入太平洋海域，共航行4421海裡，其中98%的航行處于自主航行模式。美海軍無人駕駛軍艦“海獵号”已順利完成首次試航，可航行數千英裡，無需船上人員操控。
美海軍未來的F/A-XX第六代戰機将作為海軍在未來航母行動中有人和無人機組的“四分衛”（美式橄榄球比賽中的場上指揮者）參加戰鬥，利用有人/無人機組提供更大的殺傷力和生存能力。美國奧斯塔爾公司正式向美國海軍傳遞“阿巴拉契科拉”号遠征快速運輸艦。這是美國海軍列裝的第13艘先鋒級遠征快速運輸艦，有望成為美國海軍艦隊中最大的無人艦船。這艘具備自主能力的“阿巴拉契科拉”号于2021年11月下水，在2022年9月12日驗收和無人操控試驗中，從美國南部阿拉巴馬州莫比爾港航行至東部佛羅裡達州邁阿密港，全程678海裡（1海裡等于1.852千米）。其中85%的時間内，該艦處于自主駕駛狀态。美海軍宣布，計劃未來5年打造一支由10艘大型無人水面艦艇組成的無人艦隊，用于獨立作戰或與水面部隊聯合作戰。
2015年，俄羅斯首次以建制形式把機器人分隊投入叙利亞戰場後，又在叙利亞反恐戰場上使用由6個平台-M履帶式機器人、4個暗語輪式機器人、1個洋槐自動化火炮群，以及數架無人機組成的機器人軍團，通過仙女座-D指揮系統，對恐怖組織進行了空地一體的人機協同聯合作戰，取得了令外界震驚的作戰效果。2021年2月，俄媒首次披露“獵戶座”無人機在叙利亞實戰的畫面，公開了該機用沙漠塗裝向地面恐怖分子目标設施進行精确打擊的場景。
2022年10月，烏克蘭海軍使用自殺式無人艇突襲俄黑海艦隊駐地塞瓦斯托波爾海軍基地，被視為這類無人作戰裝備的創新性使用。2023年2月10日，俄軍以牙還牙，同樣使用無人艇突襲了連接配接烏克蘭與摩爾多瓦的一座戰略性橋梁。西方媒體宣稱，這是俄軍首次使用無人艇。克裡姆林宮沒有針對此事發表評論。
俄羅斯海軍還正在測試水下無人機（無人潛航器），這些無人機能夠有效地監測水下環境并發現靠近的敵人、看護艦艇和水下設施，還能夠尋找水雷，執行保護港口免遭侵襲破壞任務。水下無人機可以由操作員操控，也可以在指定區域自主行動。如：“大鍵琴-1R”，是俄羅斯第一種可以實際使用的重型自主式無人潛航器，2005-2006年試驗型号在遠東通過了航行試驗，2007年在北極實作了試驗使用；“勇士-D”自主式無人潛航器，能夠在世界海洋最深的地段展開工作，2019年進行了試驗，2020年5月下潛至馬裡亞納海溝洋底，記錄深度超過10千米。
以色列作為一個特别重視減少士兵傷亡的國家，率先啟用打造現代化“保護者”無人水面艦艇計劃，被用于沿黎巴嫩海岸巡邏并監控真主黨的活動及布防情況。2024年，以色列将開始生産一款名為“Kizilelma”新型自主無人機，計劃與其他無人機進行編隊飛行測試。
2016年，英國皇家海軍在蘇格蘭和西威爾士海岸測試了一支無人艦隊，包括無人艦艇和無人機。英國皇家海軍希望在未來10年内，将打造全自動、無人化，裝備雷射和制導飛彈的無人“幽靈”戰艦服役，屆時将取代有人護衛艦和驅逐艦。英國皇家海軍正在探索“伊麗莎白女王”級航空母艦使用無人系統技術的可行性，目前正在“威爾士親王”号航母上測試奎奈蒂克公司研制的“女妖”固定翼無人機。
伊朗已經裝備多個系列的無人機，2022年5月首次對外公開了第 313 地下無人機基地。該基地作為伊朗第一個無人機專用地下作戰設施，存放了上百架大、中、小型察打一體無人機，包括“燕子-5”“遷徙者-6”“堕落天使”“卡曼-22”系列等無人機。2022年7月15日，伊朗海軍宣布成立首個海軍無人機師。
5G發展到6G，可以讓無人系統平台和作戰人員得以在更廣闊的空間内實作互聯互通，使軍事指揮員把越來越多的指揮權、決策權交給人工智能新算法。指揮員隻需坐在電腦面前，看着從攝像頭傳回來的視訊，通過意念和表情即可對機器人士兵或無人化系統平台實施各種控制。屆時，無人部隊成建制走上戰場成為現實。可以預測，未來軍隊就是人機結合軍隊，班排連長可能逐漸被機器人所取代，智能指揮所、智能假想敵、無人化軍營等都将誕生。
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轉自丨戰略前沿技術
作者丨魏嶽江
研究所簡介
國際技術經濟研究所（IITE）成立于1985年11月，是隸屬于國務院發展研究中心的非營利性研究機構，主要職能是研究大陸經濟、科技社會發展中的重大政策性、戰略性、前瞻性問題，跟蹤和分析世界科技、經濟發展态勢，為中央和有關部委提供決策咨詢服務。“全球技術地圖”為國際技術經濟研究所官方微信賬号，緻力于向公衆傳遞前沿技術資訊和科技創新洞見。
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