脑机交互可以实现 VR 承诺的科幻式未来

用混合现实（Mixed-Reality）勾勒的未来，科技观察家普遍认为会是扣人心弦、激动人心的，但遗憾的是在座的有生之年都不会看到。这不仅仅是因为帧率和位置追踪等技术障碍，混合现实更是给那些赋予数字体验以意义的设计师、艺术家、故事讲述者提出了更大的挑战。

而当代开发者所面临的挑战就是，深入认知个人技术样式的迁移方向。从Oculus Rift到Apple Watch再到Snap Spectacles，整体趋势正朝着可穿戴计算方向发展。摆在混合现实头显面前的是一个非常棘手的问题：头显佩戴在脸上之后如何建立人机交互？

PC行业在演变过程中也遭遇了相似的问题，因此能够给我们一定的启发。自1946年计算机商用以来，关于图形用户界面（GUI）最关键的见解是让计算更私人、更实用、更直观。时间已经证明了基于鼠标点击的GUI是如此的高效，以至于1984年Macintosh诞生的三十年后，依然是主流计算设备的界面。

今天的混合现实设备就像是20世纪70年代的IBM。企业们看到了无穷的潜力，核心的爱好者正在疯狂的尝试，但是普通用户依然无法访问核心技术。因此，混合现实的人机交互需要一次类似于GUI的变革。

作为该话题的思想领袖之一，神经科学家和企业家Meron Gribetz创建了Meta，并出任这家公司的首席执行官。目前Meta正在研发一款增强现实（AR）设备，使其和微软、Magic Leap公司保持同一联盟。每当谈起这款设备，Gribetz总是喜欢称其为“零学习曲线”计算设备，这是因为这款设备直观到你不需要学习就知道如何使用。隐含在此类机器中的推论是，设备必须成为大脑的延伸。这也为脑机界面提供了突破口，来重新定义人类如何和周围世界进行交互。

很早之前，科研专家已经开始从事这方面的研究。1924年，脑波被人类首次发现；20世纪70奶奶带，加州大学的科研专家普及推广了脑机界面（Brain-Computer Interface，简称BCI）这个专业术语，特指那些利用脑波来控制物体的硬件和软件系统。虽然BCI已经广泛应用于医疗设备中，但现在伴随着可穿戴计算设备的涌现，它们的潜力才可以完全发挥出来。

当前的局限

鉴于目前增强现实（AR）最常见的应用包括：工作和生产力，建筑，工业装配，运输，体育，军事和执法等等，而所有这些应用都涉及能深度吸引用户的动态环境。那么目前的AR设备能否简化或者复杂这些环境？例如，如何让建筑工人在使用工具或者操作重型机械的同时来操作“智能头盔”？如何让士兵在携带装备并保持无线电通讯的情况下通过AR头显进行快速导航？

这些情景都揭露了现有交互方式的局限性。手势控制意味着离不开双手的操作，而语音命令在公共场合会非常尴尬，而且在嘈杂的环境中往往无法正常听到你下达的命令。尽管每种方式都有自己的优势，但它们的累积效果就是创造输入语言来让用户掌握。我们都应该期望这个障碍会显著减慢AR设备的普及程度。最好的解决方案是创建一个脑机界面，只能通过大脑活动来滚动菜单，选择图标，启用应用程序，甚至是输入文字。可以想象这个高性能，非侵入性和直观的脑机界面将会释放AR的生产力革命。

认知过载

除了简单的输入命令，脑机界面将会解决混合现实的另一个问题：不可避免的认知过载。混合现实潜在的可能是一个令人难以置信功能丰富环境，想象一个没有广告屏蔽的3D网络世界。

用户极有可能被太多信息所淹没。通过根据用户生理特征只显示最相关信息的自适应界面和软件，脑机界面能够减少认知过载。芬兰的研究人员正实验通过脑波分析作为内容管理的方式。

通过大幅降少真实“存在”的障碍，VR同样能够从中受益。考虑到这是两种不同的游戏玩家：一种是通过思想来创建和施展魔法；而另一种则是使用手持式手柄的摇杆按钮来执行相同的动作。VR环境的真实性对于两者是不同的。如果你想要在绝地武士的梦幻世界中生存，Oculus Touch手柄并不会让你感到有“原力”存在。在构建VR承诺我们的革命性体验过程中，脑机界面是必要的。

尽管大型科技企业的兴趣不断增大，但是脑机界面的商业应用都存在成本高昂和硬件不切实际的局限。例如，一个热门脑机界面系统通常基于脑电图（EEG），通过测量大脑中电波来确认用户的意图。基于EEG的脑机界面通常需要花费数万美元，而且需要发胶来改善信号质量。这些技术不要期望短期内出现在百思买的货架上。

下一步

然而，类似于Emotiv和Interaxon这样的先锋企业都面向市场推出了入门头显，提供正念(Mindfulness) 培训以提高你的冥想能力或者集中工作时候的注意力。在初创型企业中最具代表性的就是Halo Neuroscience，面向专业运动团队利用脑感知设备，通过神经反馈来改善运动员日常训练。尽管这些应用范围有点狭窄，但也表明面向消费者的神经技术正变得更加实用，价格也会更加的亲民。面向消费级市场的脑机界面或许比我们预想的更早问世。

不难看出，那些让我们的家庭和办公桌显得混乱的设备最终会灭绝。现在我们常见的智能手机、平板电脑、笔记本和电视等产品，在未来都有可能会被一个可穿戴设备所取代。而且它的外形会变得越来越小，从当前笨重头戴式设备发展到轻量眼镜，甚至可能是能够将光线直接投影到视网膜上的隐形眼镜。但随着这些设备变得越来越小，便携能力不断增强，交互的挑战变得越来越困难，而脑机界面无疑是最佳的解决方案。

在增强现实和虚拟现实头显逐渐崭露头角的背景下，在技术演变中脑机界面变成了下个变革的里程碑。它们的到来将会彻底改变我们同个人技术的关系。2016年视觉沉浸取得了巨大进步，但是在2017年在用户交互上需要迎来变革，否则混合现实依然只停留在新闻报道中。

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