Car Talks: 脳コンピューターインターフェース技術が将来の移動方法を変える

古典的なSF映画「マトリックス」では、主人公たちの脳はケーブルを介してコンピューターに接続されており、意識を使って仮想世界を操作することができます。映画「アリータ：バトル・エンジェル」では、サイボーグが脳神経を通じて電子機器と接続し、意識をもって機械の体全体を自由に制御します。これらの大ヒット映画に描かれたSFシーンはスクリーン上でしか現れないと思っていたが、脳コンピューターインターフェース技術は、マインドタイピング、意識コミュニケーション、人工内耳など、すでに世界トップクラスの研究室で多くの驚くべき成果を上げている。では、脳コンピューターインターフェース技術（BCI）は、自動運転車の分野に革命的な変化をもたらすことができるのだろうか？

この点について、清華大学医学部で脳コンピューターインターフェース研究の博士課程に在籍する張剛博士は、「Knowing Cars Talks」の最新エピソードで次のように述べている。「無人自動車の時代では、脳コンピューターインターフェース技術を通じて、自動車は単なる道具ではなく、人々の親密な仲間となり、人々により良いサービスを提供できるようになります。しかし、脳制御自動車技術は難しい技術です。現在、この技術はまだ蓄積段階にあり、多くの科学的問題に直面しています。人類の技術進歩のスピードは予測できません。私たちは技術を楽しみ、未来を楽しみにしなければなりません。」

スピーチ全文

こんにちは、みんな。

Car Talkのスピーカー、張剛です。私の研究分野は、脳コンピューターインターフェースを使用した無人車両の運転制御です。これまでの研究では、国防科学技術大学や北方産業などの大学や企業と協力し、脳コンピューターインターフェースによる無人車両の制御を研究してきました。これはどのような研究ですか?実際のところ、それは誰にとっても馴染みのない話ではありません。たとえば、私たちは古代中国の修行物語を題材にした映画やテレビドラマをたくさん見てきましたが、その中では人々は意識を通して空飛ぶ剣を制御できるのです。このような技術が脳コンピューターインターフェースです。また、『マトリックス』などのSF映画では、脳コンピューターインターフェースの技術によって、非現実的な夢の中で人々がさまざまなことを実行できるようになっています。

両手を自由に、脳コンピューターインターフェース技術が旅行の可能性を広げます

では、脳コンピューターインターフェース技術とは何でしょうか?専門用語では BCI (ブレイン・コンピュータ・インターフェース) と呼ばれ、別の専門用語では BMI (ブレイン・マシン・インターフェース) と呼ばれます。この技術は実際に脳と外部デバイス間の通信を確立します。この技術により、脳の意識信号を周囲のデバイスに直接送信して制御できるようになります。 SFっぽいと思いませんか？

現在、脳コンピューターインターフェース技術には 2 つの主要な研究方向があります。 1 つは埋め込み型脳コンピューターインターフェースを介したものであり、もう 1 つはウェアラブル脳コンピューターインターフェースを介したものです。マスク氏のNeuralLink社は埋め込み型脳コンピューターインターフェースを開発しており、私たちの研究室は主にウェアラブルの方向に取り組んでいます。私たちは2002年に早くも、ウェアラブルな脳コンピュータインターフェースを介した外部デバイスの制御を実現しました。

無人車両運転のための脳コンピューターインターフェースというテーマを研究する必要があるのはなぜですか?北京協和大学には特殊教育学部がある。ここには曹昭宇という学生がいます。彼は4歳の時に先天性重症筋無力症を患い、動き回るのが非常に不便になりました。このような学生にとって、人生で達成できないことはたくさんあります。例えば、車の運転について言えば、人工知能と自動運転車の時代では、脳コンピューターインターフェース技術によって彼のような学生が車を運転し、より良い生活を送ることができるようになると思います。バリアフリー運転を実現するために、このシステムはユーザーの身体に搭載されたセンサーを通じて、ユーザーの車のニーズをいつでも把握し、ユーザーの心だけで車を側へ呼び出すことができます。 「X-メン」の教授にちょっと似てませんか？人が車に座っているとき、頭の中の目に見えない無形の思考を通じて、自分の交通手段をコントロールすることができます。脳とコンピューターのインターフェースによる自動車制御技術が実現すれば、自動車は単なる道具ではなく、人々の身近な仲間となり、人々にさらに役立つようになるでしょう。映画の中でしか起こらない奇跡が、いつか私たちの生活にも起こるのではないかと思います。

多くの人がこの話題について聞いたときの最初の反応は、「本当に心で車をコントロールする必要があるのか​​？」ということです。このような技術は、特別な人々のグループ以外にはどのような意味を持つのでしょうか?考えてみてください。運転中に眠気を感じたり、駐車場で車をどこに停めたか忘れて恥ずかしい思いをしたことはありませんか?脳とコンピューターのインターフェースで車を制御する技術が実現すれば、これらの問題はなくなるでしょう。運転中に手足を自由にできるので、運転中に他の作業を行う時間が増えます。頭部に取り付けられたセンサーを通じて、使用者の状態を簡単に把握し、指示が​​正しいかどうかを判断して安全事故を回避できます。ユーザーにより快適な運転環境を提供します。このテクノロジーのサポートにより、車は単なるツールではなく、あなたを理解できるパートナーになります。車が必要なとき、いつでもどこでもあなたの目の前に現れます。運転中は、どこに行きたいかだけを頭で考えればよく、安心して他のことができるようになります。途中で立ち止まったり、ルートを変更したりする必要がある場合は、頭を使う必要があります。

未来はここにあり、脳制御自動車技術が現実になるのは時間の問題です

心で車を制御する原理は何ですか？まず、脳コンピューターインターフェース取得装置を通じて人間の脳の電気信号を取得する必要があります。このデバイスは、帽子や宝石、ボタンのような埋め込み型デバイスなどになります。取得したデータは、自動車の頭脳である運転チップにワイヤレスで送信されます。そして、車は運転者の運転指示が合法であり、運転規則に準拠しているかどうかを判断し、運転者の運転指示を実行します。

心で車を制御する技術はどのように発展しているのでしょうか？ 2011年にはすでに、ベルリン自由大学の自律プロジェクトが、想像上の動きに基づいた自動車制御実験を公開しました。 2012年、私の指導者である清華大学情報学院の高暁栄教授と孫富春教授が、脳制御の無人運転車の研究で協力しました。南開大学、北京理工大学なども2015年に脳制御自動車の実験を行った。

現在、脳制御自動車を実現する方法には、想像運動、定常誘導、p300などがあります。たとえば、想像運動とは、人が左手と右手、左足または右足を想像することです。次に、左手または右手を使って車両を左または右に曲がることができると想像するだけです。定常誘導は、人のメガネの内側またはスクリーンガラス上に作ることができる視覚刺激ボタンによって実現されます。そして、人々がこのターゲットに集中すると、脳内に動きの信号が誘発されます。ユーザーがどのボタンを見ているかを把握し、ユーザーの意図を識別できます。

脳制御自動車技術は非常に難しい技術です。現在、この技術はまだ蓄積の段階にあり、複雑な運転環境で脳コンピューターインターフェースをどのように適用するか、脳制御自動車技術の信頼性をどのように向上させるか、脳で自動車を制御する際に人と自動車の知能をどのように統合するかなど、多くの科学的課題に直面しています。

自動車業界の観点から見ると、日産は2019年の広州モーターショーで、運転中の人間の反応速度を向上させる技術「ブレイン・ツー・ビークル」を実演したことがある。脳信号を取得することで、運転情報をより速く車両に伝達でき、車両の反応が速くなります。他の分野では、マスク氏のニューラルリンク社が今年、サルが思考を通じてゲームをプレイし、バナナスムージーのご褒美をもらえるという簡単な実験を発表した。これは初期の BCI 実験への賛辞に過ぎませんが、実証された技術を過小評価すべきではありません。

埋め込み時間は数か月で、送信は安定しており、電極チップは拒絶反応を減らすために頭蓋骨に埋め込まれ、埋め込まれたデバイスは十分に小さいため、十分な EEG データを取得できます。この一連の革新と問題解決のアイデアは学ぶ価値があります。ニューラルリンクは来年、人間を対象にした実験を実施する予定だ。マスク氏は多くのテクノロジー企業を所有しており、その中で最も有名なのはテスラの自動運転電気自動車の製造会社だ。脳コンピューターインターフェースが自動運転車の運転に応用されるのは時間の問題です。

脳制御自動車技術では人間の脳の電気信号を取得する必要があるため、業界にはもう一つ共通の声がある。これらの EEG データには人間のプライバシーや倫理的な問題が関係しているのでしょうか?私たちがこれらのデータを入手し、使用し、意識が読み取られた場合でも、私たちのプライバシーは保護されるのでしょうか。また、これらの個人データはどのように保護されるべきなのでしょうか。現在の脳コンピューターインターフェース技術では、人間の脳を制御することはまだ不可能なので、当面は機械に制御されることを心配する必要はありません。

この技術は私たちからどれくらい遠いのかと尋ねる人もいます。人類の技術進歩のスピードを予測することはできませんが、視覚的に刺激的なメニューを介したバリアフリーの車両運転インタラクションなど、一部の技術はすぐに車両運転に適用されるようになると思います。疲労運転検知は、貨物業界では疲労運転を回避したり、脳波を通じて運転手の感情を把握したり、運転指示が妥当かどうか判断したりするために使われるかもしれません。脳コンピューターインターフェース技術が広く応用されれば、無人運転車の実現後、つまり2035年以降に車両の制御が可能になると思います。今後5～10年、つまり2045年以降には、思考で車をコントロールすることが私たちの生活に広く浸透するでしょう。

テクノロジーを楽しみ、未来に期待しましょう。本日のシェアは以上です。何か考えさせられるものがあれば幸いです。ありがとう。

今日頭条の青雲計画と百家曼の百+計画の受賞者、2019年百度デジタル著者オブザイヤー、百家曼テクノロジー分野最人気著者、2019年捜狗テクノロジー文化著者、2021年百家曼季刊影響力のあるクリエイターとして、2013年捜狐最優秀業界メディア人、2015年中国ニューメディア起業家コンテスト北京3位、2015年光芒体験賞、2015年中国ニューメディア起業家コンテスト決勝3位、2018年百度ダイナミック年間有力セレブなど、多数の賞を受賞しています。