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我们离机械之躯还有多远?可能比你想象的近

你是否渴望拥有一副不老不死的机械身躯?人体改造现阶段似乎只存在于科幻作品之中,但我们离它的距离也许比你想象的近。

爱玩网百万稿费活动投稿,作者 尹紫电,未经授权请勿转载

我们离机械之躯还有多远?可能比你想象的近

人类——地球的长子,万物之灵。论灵敏迅捷我们不如猎豹,论强壮有力我们不如熊罴,论生命力顽强我们更是拍马都赶不上蟑螂,但人类却拥有无与伦比的智慧。凭借着手中的工具,我们突破了自然界的限制,将四面八方的物质和能量汇集到一起建立了城市,点亮了“文明”。从天寒地冻的冰原到寸草不生的沙漠,处处都留下了人类的足迹。

所以对人类而言,毫无疑问是肉体拉了智慧的后腿。没错,我们的身体就是一台精密的“机器”,它以分子为单位搭建,而如今最精密的机床也只能在宏观物质层面加工工件。但它同时还是一台脆弱的机器,压力过高它会坏,空气成分改变它会坏,疾病侵染它会坏,温度过低它会坏,温度过高它也会坏。更惨的是它有使用年限,保养得再好也不过百余年。这还不算完,它还是一件一次性产品,坏了就坏了,没有零件可换。

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肉体的“脆弱”引来了一个究极问题出现:我们死后会去往何处?

正因为肉体是这样的脆弱,人类才会如此地向往不朽。对不朽的向往贯穿了整个文明史,在古代神话、各种宗教的教义甚至今天的文学影视游戏作品中,你都能看到这种向往。相比于死后登极乐、修炼得羽化、被吸血鬼咬然后变异这些实现不朽的途径,将人体器官部分或全部替换成机械算是最靠谱的一种了。这类改造后的人被称为“义体人”,也有强化人、改造人、赛博格等诸多叫法(广义来说,安装心脏起搏器、人造耳蜗的都可以被称为义体人)。

时至今日,义体人已经成了科幻作品的标配,比如《攻壳机动队》中的草薙素子、《杀出重围3&4》中的亚当·简森、《机械战警》的主角墨菲、《使命召唤:高级战争》的主角米切尔等等,简直数不胜数。不过即便人们笃定人体改造技术早晚会实现,但很少有人能说清我们究竟走到了哪一步,“义体人”在今天仍然是一个只属于科幻小说的词语。我们离机械之躯还有多远?也许比你最大胆的想象还要近!

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“义体人”真的有那么好吗

功能越来越强大的机械四肢

就让我们从人体改造最基础的前置科技“假肢”开始说起吧。在《合金装备V:幻痛》中,失去手臂的BOSS换上了一只机械手,这只机械手不仅灵活精巧与人体无异,还可以通过升级改造增加诸如火箭飞弹、爆炸飞弹、电击飞弹等各种各样的功能(当然这些功能已经可以划到玄幻范畴了)。

大多数人概念中的假肢依旧是《权力的游戏》中詹姆·兰尼斯特那种“铁板一块”只能用作装饰的假手,或是那种只能通过残存的肌肉控制做出伸、缩等有限动作的“发条手”,BOSS所使用的这种机械手似乎只存在于游戏之中。但实际上科技的进步远超普通人的认知,人类已经可以制作出BOSS所使用的这种机械手臂,并且正在逐步推广至民用市场。

《合金装备V》中BOSS最具标志性的就是那只假手了
《合金装备V》中BOSS最具标志性的就是那只假手了

这类新型假肢不是过去那种只能通过残存肌肉控制的假肢,而是真正通过“脑控”来操作。佩戴者不必重新练习肌肉控制,只要在大脑中“想”着使用手臂,就可以控制机械手臂完成任务。早在2006年,芝加哥康复研究所(RIC)就为在车祸中失去左臂的克劳迪娅·米切尔安装了初期的“脑控义体”。这位女性虽然失去了手臂,但大脑皮层控制手臂的功能区并未失效,仍保留着完好的神经末梢。

通过名为“目标肌肉神经移植术”的技术,研究人员将该女性控制手臂的神经重新导向至可以正常工作的肌群(胸肌)。当她的大脑指挥左臂时,依旧可以控制肌肉运动,只不过这次控制的不是手臂肌肉而是胸肌。之后再在其胸肌表面布置6个肌电极,这样胸肌就成了“中继站”。大脑控制胸肌,肌电极读取胸肌信号再控制机械手臂,通过这种间接的方式实现了脑控义体。

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克劳迪娅·米切尔展示她的仿生手

人的手臂上有数十块肌肉,每一块肌肉都有专门的神经控制,即保留的神经越多机械手臂的灵活程度就越接近于人手。2006年这项技术刚面世时只保留了6根神经,通过6个肌电机控制6个“机械肌肉”,虽然不多但足够满足大部分生活所需。而现在这项技术可以保留更多的神经,并在机械手臂的控制上结合了人工智能技术,即佩戴者用得越多,机械手臂就越“懂”佩戴者,佩戴者使用机械手臂也会越得心应手。

虽然做不到像《合金装备V》和《杀出重围》那样上天入地无所不能的义体,但是在机械手臂中加入诸如电击器、麻醉弹、螺丝刀等功能,让机械手变成“瑞士军刀”显然不是什么难事(大雾)。问题不是能不能做到,而是为什么要这么做?这也是困扰义体发展的伦理难题之一,我们会在后面细说。

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利用科技可以让你的机械手做更多的事情,但我们真的想要吗?

真·脑控技术的发展

“目标肌肉神经移植术”本质上还是间接控制,大脑控制肌肉再通过肌肉控制机械,而不依赖此项技术的“直接脑控”技术也在蓬勃发展中。这种技术甚至比义体更先进入商业市场,你现在就可以在网上买到一个名为“神经脉冲激励者(Neural Impulse Actuator)”的脑控设备,这个简写为NIA的玩具由东芝旗下的OCZ科技设计生产,在2008年正式面世(现已停产)。

NIA的技术原理是读取人的脑波波形。人在紧张、恐惧、愉悦等不同情绪下脑波的波形是不同的,甚至向左看和向右看时的脑波都是不同的。NIA目前还做不到真正通过脑波读取人的思维,但它可以识别出不同的脑波波形,之后使用者像绑定键位一样在不同的波形下绑定不同的功能,借此实现“脑控”。

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NIA可识别的脑波是有限的

NIA问世时这项技术尚在蹒跚起步,NIA充其量只能算是一个玩具,普通人也就只能用NIA玩一些简单的游戏例如《打砖块》。迄今为止走得最远的尝试是用NIA代替键盘,配合一些鼠标操作玩《使命召唤4》,使用体验被描述为“像是在学骑自行车”。这是因为人可以屏住呼吸可以停住不动,但人没法控制大脑的想法,NIA的佩戴者需要训练自己产生特定的脑波。

NIA另一大问题是识别精度不高,识别精度越高能绑定的键位就越多。就好比普通人看马只能大概分出白马、黑马、枣红马,但马背上的蒙古人却有三百多个描述马匹毛色的词语,NIA的识别能力就停留在普通人识别马匹花色的阶段,能绑定的键位很少。

用NIA玩《打砖块》
用NIA玩《打砖块》

而在今年世界机器人大会上展示的新一代脑控设备已经远胜NIA,脑控打字、脑控轮椅等技术也都非常成熟。近年来涉及脑控技术的研究和比赛也在世界各地如火如荼地展开。2016年美国弗洛里达大学举行了第一场脑控无人机比赛,2014年南开大学展出了通过脑控技术实现物品投放的机器人,我国863计划课题“面向大规模图像分类的脑机交互技术研究”也在几年前正式结项。

当前脑控技术的一大掣肘是不够智能,如果把脑控技术比作是输入法,现阶段的脑控技术就是非常古老的输入法,你必须打出完整的拼音才能输出文字。而现在的输入法“联想”功能已是标配,甚至还会根据你日常使用的不同情况调整词语的优先级,这就是所谓的智能化。现在的脑控技术就是“老式输入法”,亟待与人工智能技术的结合。

困扰脑控技术的另一大难题是缺少需求,现阶段脑控技术的一个应用方向是辅助残障人士,另一个应用方向就是在军事领域,但军事技术只有在战争时期才会得到不计代价地投入,而且只靠军事上的应用显然不足以支撑一项技术的发展。缺乏需求导致第一款商用脑控设备NIA只能是一款玩具,且面世不到3年就宣告停产。但万事开头难,NIA的问世已经开了一个头,这项技术终有一天会得到大规模应用。

这只机械手可以通过脑控操作,而且带有触觉
这只机械手可以通过脑控操作,而且带有触觉

从单向输出到双向交流

无论是机械躯体还是脑控设备都是单方面的信号传输,而我们大脑不仅能控制身体,还能从身体上接收信号。即便是最灵敏的机械手臂也做不到人体的反馈功能。一名机械手的佩戴者在《国家地理》的采访中讲了这样一个小故事,机械手臂没有触感所以每次“握”的动作都做到握紧为止,有一次她去买咖啡的时候误用机械手接咖啡,结果直接把纸杯捏爆了。

义体研究人员的下一步目标就是要让义体模拟触感、温度等信息并使其能反馈给佩戴者,他们已经实现部分目标。但即使这项功能实现也不过是恢复了一项人体原有的功能。让我们大胆地想象,如果通过某种技术让网线可以直接连接到人脑上会是什么样呢?这将会开启前所未有的“第七感”,《攻壳机动队》的作者士郎正宗认为人脑一旦联网就会产生所谓“感觉的内向爆破”。

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内向爆破到底是什么样子?恐怕要亲身经历过才能知道

“内向爆破”这个描述用得十分精妙,因为这项技术一旦实现,我们就不再是模拟现有的人体功能,而是进入到了一个从未发掘过的领域,就像是让一个天生目盲的人拥有了视力。

进入21世纪的第二个十年,人造视网膜技术日趋成熟。这项技术的原理是在眼球背后的视神经上布置无线电极,再通过一个外部摄像装置模拟人眼,将摄像头拍摄的图像信号加工后传递到电极上,电极放电刺激视神经模拟视力。我们每只眼睛都有1.5亿个独立的光感受器,但限于技术水平只能在视网膜上布置几十个电极,所以只能让盲人看到马赛克式的模糊图像。

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人造视网膜配套眼镜

然而这项技术的评价有着明显的两极分化,后天目盲者认为人造视网膜技术恩同再造,即便只能看到马赛克一般模糊的影像也足以改善他们的生活质量。但先天目盲者却陷入了恐慌,先天目盲者拥有更敏锐的听力、触觉等作为补偿,但他们从来没有过视力,骤然出现的“视觉”会让他们崩溃,他们无法描述那是一种什么样的感受,也许“内向爆破”是最恰当的形容了,他们的大脑被爆破了。

我不知道如果真的进入“脑后插管”的时代,我们这些从未联过网的人会不会被爆破,但是生物细胞与电子电路结合的技术已经不再是幻想。暴雪初创时的名字是“硅与神经键”,象征着计算机(硅芯片)和人类思维(神经键)的结合,而现在让细胞与芯片结合的技术已经出现了。

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Koniku Kore的发明者,一名尼日利亚科学家

尼日利亚研究人员研发了一种由小鼠神经元制成的人工智能计算设备“Koniku Kore”,其拥有“嗅觉”,能识别出爆炸物以及疾病标记物的气味。研发思路是与其用计算机模拟神经元,不如直接使用生物神经元。“Koniku Kore”让神经元与芯片融为一体,使其能比传统计算机更高效地执行“嗅觉”功能,这毫无疑问是生物学与计算机技术结合的一大突破。

而特斯拉CEO埃隆·马斯克也在今年年初成立了一家新公司“神经链接(Neuralink)”,他宣称这家公司的目标是探索脑机接口,开发“神经织网”技术。即将人脑与电脑连接融合,这个连接据称会通过往人脑内部植入电极的方式来实现,未来人们可以借此来上传或是下载思想,真正实现的“脑后插管”。如果这项技术能够实现,义体化的另一大难关就将被打破,人类将可以无缝地从肉体过渡到机械身躯。

“脑后插管”也许是最有可能实现永生的手段
“脑后插管”也许是最有可能实现“永生”的手段

困扰义体化的永恒难题

虽然前置科技在一项一项被点亮,但是依然有大量的高山阻碍着义体化时代的到来。例如能量储存技术,储能技术一直是绝大多数科幻作品的硬伤,很少有科幻作品符合能量守恒定理。最理想的解决方案是人手一个《钢铁侠》里的方舟反应炉,这当然是不可能的。现阶段最常见的锂电池连支持外骨骼都不够用,更不要说24小时运作的全身义体了。而石墨烯电池、铝空气电池等新型电池目前看来依然遥不可及。

再比如人造器官技术,虽然现在我们的机械手臂、机械腿能实现人体大部分功能,但人造器官依旧是未被攻破的难题。我们已经可以制造人工心脏,但我们还造不出像原生肾脏那么小的人工肾脏(透析机),而且我们可能永远都造不出人工肝脏。就像文章开头所说,人体是一台极其精密的机器,光是我们一只手就有60亿个肌肉细胞,每一个肌肉细胞都是根据DNA“定制”得来,而美国的尼米兹级航空母舰也只用了大约10亿个零件。与其用机械实现人造器官,还不如去克隆人来得更简单一些。

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方舟反应炉,离现实并没有那么遥远

如果说科技上的难关人类早晚能突破,那义体化带来的伦理问题则会是永恒的难题。《攻壳机动队》中的草薙素子和《杀出重围》的亚当·简森全身都被替换成了机械,《使命召唤》的米切尔、《合金装备》的BOSS、漫威宇宙的冬兵都换上了机械手,但他们之所以换上义体是因为濒死或是失去了一部分肢体不得已而为之。

伦理难题之一,就是很少有人会愿意主动改造自己的身体。机械之躯虽然强大,非到万不得已也没人会主动把自己的心肝脾肺肾和四肢换成机械,毕竟什么东西都还是原装的好。义体科技现在主要是为了帮助残疾人恢复正常人体功能,或是替换下那些已经无法工作的人体零件(比如人造心脏)。

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虽然人体很脆弱,但它毕竟是我们原装的身体

在《攻壳机动队》中士郎正宗为义体技术大跨越找到的理由是战争。因为战争,大量的士兵主动换上了人造器官,进行了人体改造。因为战争产生了大量的残疾人,客观上也促进了义体技术的发展。所以说伦理难题是最难解决的问题也是最容易解决的问题,生死存亡之际什么伦理问题都不再是问题了。

实际上,即使没有爆发世界大战,战争也在促进义体技术的发展。RIC等一批最尖端的美国义体研究所主要资金来源是美国国防部高级研究计划局(DAPRA),美军资助义体技术的开发以帮助那些伤残士兵恢复正常生活,当然这些技术也可能某一天会出现在战场上。

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在美国,尖端义体技术主要资金来源是国防部

还有就像前面所说,以现在的技术在义体中加入武器功能并不是什么难事。是不为也,非不能也。HBO旗下媒体VICE在对一家机械手公司的采访中提过这样一个问题“你们是否能给它加入更多的功能,制作一个比人手更强大的机械手呢?”该公司负责人答道“这在技术上很简单,把它变成瑞士军刀也不难。但问题是,我们是否需要这样做?我们是否要制作一个比人手功能更强大的机械手?”

而最抵制“强化假肢”的人恰恰就是佩戴它们的残疾人,残疾人想要的是作为一个正常、完整的人类,而不是一个异类。再进一步说,如果不在乎义体改造会使人类变得“非人”,那为什么要制作人形的义体呢?义体可以是八臂哪吒,也可以是动物昆虫,甚至可以只是一个方盒子,如果义体技术走到了这一步,那么人类的定义到底是什么?

《杀出重围》为我们描述了这样一种未来:人体改造技术普及后,强化人和普通人之间产生了严重的矛盾,并引发了诸多社会问题。人类该如何看待强化人?他们是“高级人类”吗?他们还算人类吗?普通人如何自处?如果自视为高级人类的改造人要求享有特权又将如何?也许伦理问题是义体技术发展道路上最简单的难题,随便哪位“疯狂科学家”都能轻松踢开这块绊脚石,但当义体化时代真的到来,伦理问题将产生深远的后续影响。

人体改造技术带来的伦理难题也许永远得不到解决
人体改造技术带来的伦理难题也许永远得不到解决

或许,我们已经处在义体化时代了?

我们现在仍然将义体化视为一种科幻话题,不过或许我们已经处于义体化时代了。《攻壳机动队》《苹果核战记》等科幻题材作品的导演押井守在一次访谈中曾有过这样的描述:“现代人的日常生活已经离不开手机了,人类24小时携带自己的手机,手机仿佛是人类身体的外延,是人类身体的一部分。人类可以借由手机与世界联通,完成仅凭人类肉体做不到的功能。手机就像《攻壳机动队》里的电子脑一样,赋予了人类新的能力,手机就是现代人类的“义体”,只不过没有植入体内也不必经历复杂的改造手术罢了。”

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如果一个人24小时携带手机,它和这个人的义体又有什么区别?

所以从这个角度来说,义体化时代已经到来了。虽然我们的脑子后面没有插管,但现在的移动互联网技术已经部分实现了当年最大胆的赛博朋克幻想。我们离机械之躯还有多远?或许仍然还有一段距离,但前方的道路已经被黎明的曙光照亮。

我们离机械之躯还有多远?可能比你想象的近

(文/尹紫电 编辑/pp)

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