美国智库兰德公司评估脑机接口技术的军事应用及影响-智邦网

神经科学领域的军用技术历来受到美国军方高度重视。自20世纪70年代起，美国军方就已开展非侵入式脑信号检测研究。进入21世纪后，以美国国防部高级研究计划局（DARPA）为代表的军方研究机构持续投入、加速推动关键神经科学研究的技术转化，尤其重视“脑-机接口”技术（Brain-Computer Interface，BCI）。2013年奥巴马政府宣布启动“脑科学计划”（BRAIN Initiative）以来，美国在神经科学领域创新势头强劲，军用、民用技术竞相突破，公私合作成效显著。2020年8月28日，埃隆▪马斯克旗下脑机接口公司Neuralink举办发布会，公开了可实际运作的脑机接口设备和自动植入手术设备，演示了最新研发的手术机器人和脑机接口芯片，以及芯片植入猪脑后采集的猪脑意识活动信息，预示以BCI为代表的新兴颠覆性技术即将迎来生产力成熟期。2020年8月27日，美国智库兰德公司发布《脑机接口技术：美国军事应用与影响的初步评估》（Brain-Computer Interfaces：U.S. Military Applications and Implications. An Initial Assessment）报告，集成神经科学、军事与管理方面专家智慧，通过虚拟环境模拟探索BCI技术在未来军事活动中的应用场景及其未来30年的功能演化趋势，并从国家安全博弈的角度提出巩固和强化美国BCI技术研发应用竞争优势的建议。

1 BCI技术内涵及其应用场景

1）BCI技术的内涵

人类大脑的860亿个神经元代表了人类主要的进化优势，而人类神经科学研究是一个尚未开发的基础性重大前沿领域。目前，人类的大脑是通过指挥人类的身体与世界互动的，当人类的大脑摆脱了物质限制而能够直接控制机器时，显然将发生颠覆性变化。“脑机接口”（BCI），也被称为“神经控制接口”（Neural-Control Interface，NCI）、“思维-机器接口”（Mind-Machine Interface，MMI）、“直接神经接口”（Direct Neural Interface，DNI）等。脑机接口技术被定义为在增强或连接的大脑与外部设备之间提供直接的双向通信通道的方法和系统。脑机接口技术监测或影响在人脑中传输的信号，并通过各种工具以不同的精度和侵入程度来访问和使用这些信号，最终实现人类能力和计算机算力的协同增效。通过这种方法，脑机接口技术不仅将人与机器集成在一起，实现人、机的能力融合，而且通过机器的介入，探索一种全面整合、发挥协同优势来利用人类能力的新途径。人与机器之间界面的效率（无论是通过屏幕、文本还是其他形式促进交流），是实现这一目标的关键因素。

2）BCI技术的应用场景

BCI技术正在快速进步，但与其他突出的新兴技术相比，还相对不成熟，商业上的部署能力有限。在从基础研究向更具操作性的应用层面过渡进程中，需要关注和研究其广泛的应用场景，及其在国家安全、生命健康和社会发展等领域潜在的深远影响。

当前BCI技术主要的应用场景是：

解决信息过载，实现人机决策。通过神经接口将人类思想引导至人工智能程序，利用高性能计算解决海量信息输入与过载问题，最终实现人机共同思考、决策。报告指出，美国国防部正在支持人脑和机器直接通信的技术研究，包括开发植入式脑机接口芯片。

控制神经功能，增强人体机能。BCI技术不仅能够研究人脑神经模式，还能够通过控制特定的神经元组，实现监测和调节情绪状态，如作为“电子麻醉剂”缓解和中断疼痛，以及修复坏死神经治疗瘫痪或者控制义肢等。

脑对脑直接交流，颠覆信息传播方式。华盛顿大学研究人员使用脑电图读取大脑信号，经网络传输后通过经颅磁刺激技术（Transcranial Magnetic Stimulation, TMS）将运动反应传递给另一位实验者，未来或将实现多人信息通讯功能。

2 未来30年BCI技术演化趋势、风险挑战

1）BCI技术的演化趋势

报告认为，BCI技术可以使人类和机器进行认知上的无缝合作（一起思考），使人类与战场上的机器越来越紧密地联系在一起，在不同军事应用场景下能够提升人机决策、系统控制、通讯交流、状态监测、认知水平、机体能力、作战训练等水平。结合领域专家意见和虚拟分析工具箱，对BCI技术未来30年功能演化趋势进行了研判（见表1）。

2）BCI技术的风险挑战

报告指出，脑机接口技术作为一项新兴的、跨技术领域的颠覆性技术，具有重大军事应用前景，但与大多数重大的技术进步一样，也将带来前所未有的风险和挑战。网络安全本身就是现在和未来的一个重大风险，脑机接口技术的使用无疑将进一步放大网络安全风险。脑机接口技术其他潜在风险包括:

（1）植入式设备可能造成颅内出血、脑损伤等生理性创伤，而长期的物理影响尚难判断；而随着脑机交互水平的提高，一旦设备遭到黑客控制，或将造成隐私泄露、思维失控等严重风险。

（2）脑对脑直接交流将彻底颠覆人类社会各个方面交流和协作方式，技术滥用还可能催生集权政府，人类社会将出现影响深远的重大改变。

（3）自主系统（如人机决策）面临巨大伦理监管真空，实战中可能出现不符合战争伦理的军事动作，而不平等地使用脑机接口技术还将加剧现有的社会、经济和政治等领域不平等现象。

3 对美国政府的建议

兰德公司认为， BCI技术代表了一个新兴的和潜在的具有颠覆性的技术领域，很可能在未来战场上得到实际应用，特别是随着人机交互的速度和数量的增加。BCI技术的进步及可能在美国军方的应用，可能导致美国各个军种的战略和作战发生根本性的变化，并将在整个美国国防领域引发伦理和组织方面的问题。但到目前为止，在国防和国家安全政策领域开展的公共讨论还很少。但随着美国军方越来越多地将人工智能(AI)和半自动化系统纳入其运作，BCI可能为增强和改进人机协作能力提供重要手段。

报告从国家安全博弈的角度出发，向美国政府提出建议：

1）在新兴BCI技术成熟和推广前，充分评估其军事应用效益和风险，前瞻解决可能出现的伦理和政策问题。

2）加强BCI技术的公私合作研究，鼓励私营机构的重大突破支持军用技术发展，谨慎做好相关知识产权保护、技术出口管理和其他限制。

3）重视BCI集成系统的发展，如大数据分析与精准决策、外骨骼、无人机群或半自动化控制等。

4）开展相关管理部门和研发机构的规划设计，推动BCI技术纳入美国政府军事能力建设。

5）呼吁退伍军人事务部制定使用BCI技术士兵的保障措施。

2020-10-16智邦网

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