首发 | 脑机接口技术的军事应用前景及挑战（二）
导读
很长时间以来，将人的大脑与机器连接，通过外界仪器读取大脑中的信息，甚至直接用意念操控外界机器或其他物体，一直是科幻小说和电影中的重要主题。如今，脑机接口技术的发展演进使得这些往日虚构的场景逐渐有了走向现实的可能。在过去的2020年里，“科技狂人”马斯克向公众展示了脑机接口技术的神奇之处，并擘画了人机共生的未来蓝图。2021年4月9日，埃隆·马斯克(Elon Musk)旗下脑机接口创业公司Neuralink周四公布了一段名为“帕格”(Pager)的9岁猕猴玩乒乓球电子游戏的视频，引起了人们对于脑机接口技术的再度热议。究竟什么是脑机接口？这一技术的最新进展和应用如何？在军事领域有哪些应用前景？又存在哪些技术和伦理风险？本文是《脑机接口技术的军事应用前景及挑战》系列的第二篇文章，主要梳理了美军在脑机接口领域的投入与进展，并简要分析了脑机接口技术军事应用面临的挑战。
一、美军在脑机接口领域的投入与进展
DARPA对脑机接口技术的兴趣始于20世纪60年代，当时信息处理技术办公室(IPTO)第一任主任JCR Licklider发表了“人机共生”的愿景。1974年，DARPA资助了名为“紧密耦合人/机器系统”（Close-Coupled Man/Machine Systems）的脑机接口研究项目，并取得了一定的进展。2002年后，计算机算力的快速提升与人体医学研究取得的一系列进展，使得DARPA对于脑机接口技术的兴趣愈加浓厚，并相继资助了“认知增强”（AugCog）、“人类辅助神经设备”（HAND）等一系列脑机接口项目研究。此外，DARPA还积极开展了“恢复积极记忆”（Restoring Active Memory，RAM ）、“弥合差距+”(Bridging the Gap Plus,BG+）等利用脑机接口技术修复士兵心灵与行为功能的实验。其中，“恢复积极记忆”（Restoring Active Memory，RAM）项目主要关注于修复士兵因创伤性头部损伤而受损的神经网络，以及恢复患有阿尔茨海默氏症等神精性疾病患者们的记忆，而“BG+”项目则旨在通过建立植入式和自适应装置两个系统，开发治疗士兵脊髓损伤的新方法。
近些年来，美国国防高级研究计划局每年在脑机接口项目上投资数百万美元，有效地推动了脑机接口的快速发展。梳理来看，DARPA在脑机接口领域的最新项目主要有：侵入式——“弥合差距+”(Bridging the Gap Plus ,BG+）（2020-2025），“神经工程系统设计”（Neural Engineering Systems Design , NESD 2017-2021）、“针对性神经可塑性训练”（Targeted Neuroplasticity Training，2017-2021）。非侵入式——“下一代非手术脑科学”（Next-Generation Nonsurgical Neurotechnology, N3)（2019-2023）、“智能神经接口”（Intelligent Neural Interfaces ，INI)（2019-2021）。
图：DARPA在脑机接口领域的项目
图：美国DARPA在脑机接口领域的历年投入
其中，“BG+”项目旨在通过整合损伤稳定、再生治疗和功能恢复来开发治疗脊髓损伤的新方法。该项目团队将建立植入式和自适应装置两个系统。第一个系统将在脊髓损伤的急性和亚急性期减少损伤影响。该系统由主动设备组成，将执行实时生物标志物监测和干预，以稳定和重建损伤部位的神经通信通路，为临床医生提供以前无法获得的诊断信息，用于自动化或临床指导干预。第二个系统将主要解决慢性阶段的功能恢复，包括刺激和/或记录设备，可部署在神经系统或相关末端器官的任何地方，以有效地“桥接”脊髓损伤的间隙。
NESD项目的目标是创建一种可以与大脑中超过100万个神经元交流的神经连接。这种设备将能够在大脑和电子设备之间传输“高级信号分辨率和数据传输带宽”，将脑电波和电突触信号转换成可以被电脑读取的二进制代码。换言之，该项目希望通过对电子设备的近心灵感应控制，使得假肢变得像有机肢体一样易于控制和功能强大。
RAM项目旨在修复因创伤性头部损伤而受损的神经网络。这一问题无疑影响了很大一部分退伍军人，但也广泛适用于平民领域。这种植入的接口，被称为神经假体，有可能改善记忆，并让受试者回忆起在他们受损之前发生的事情。潜在的应用包括恢复那些遭受伤害和阿尔茨海默氏症等疾病的人的记忆，改善健康个体的记忆。
HAPTIX项目拓展了假肢的神经界面的发展，其目标是为假肢创造感觉。想象一下，如果你不仅可以用意念控制假肢，还可以通过它来体验感觉。如果人类想要实现半机械人的命运，这是最重要的必需品之一。这一研究潜在的应用包括减轻截肢者的疼痛，更好的功能义肢和机器人的积极发展。
下一代非手术神经技术”(N3)项目旨在开发高性能的可以用作可穿戴设备的非侵入性神经接口，这个神经接口将能够记录和刺激大脑的动态活动，具有高时间和空间分辨率。这种新颖的神经接口将使前所未有的神经回路进入研究大脑功能和功能障碍，并开始设计精确的治疗干预措施来治疗神经退行性疾病，如癫痫、阿尔茨海默病和帕金森病。它也可以作为实现下一代脑机接口的非侵入性平台。该项目的最终目标是建立一个神经接口，使健全的战士能够快速、有效、直观地与军事系统进行无手交互。
“电子处方大脑计划”(Brain Initiative)旨在控制大脑中对损伤和疾病做出反应的控制中心。这个系统通常由大脑和脊髓中的外周神经系统控制，感染的迹象会触发相应的系统，从而导致愈合和恢复。ElectRx致力于修复这些损坏的系统，并触发健康系统更快的反应，同时提供精确、实时的内部功能监测。
图：利用脑机接口技术控制假肢
二、脑机接口面临的技术和伦理挑战
尽管目前脑机接口技术已经取得了一些显著的进展，但其仍然面临和技术、安全和伦理挑战，制约着这一技术的纵深突破和未来应用。
首先是技术难题。脑机接口的发展目前还面临很多的技术难题，比如如何从纷繁复杂的生物脑电信号中精确提取有用的信息，如何确立大脑心智信号与实际行为之间的准确关系，如何厘清疾病修复与性能增强之间的界限等，都是悬而未决的问题，未来还需要继续探索。尤其是对于大脑的核心工作机理，目前的神经科学还没有研究得很清楚，这会制约着脑机接口技术的发展和应用。此外，目前大多数植入脑机接口的传感器只能使用2～5年，而一些灵长类动物实现传感器接收信号需要长达7～8年的时间。 在保持信号质量的同时，传感器要降低硬度、缩小尺寸并延缓退化速度，仍然是一个长期性难题。开发带有额外通道的传感器，以提高精确度并减少可能导致组织损伤的传感器功耗，也是一个难点。还面临在大脑中精准放置传感器等挑战，脑机接口所需的放大器、电缆、传感器等硬件，对于实验室之外的实际使用来说仍然过于庞大。无论是侵入性还是非侵入性系统，都需对从神经元收集的数据进行分析，而随着脑机接口技术的发展， 精确解码也是一个难题。
其次是安全风险。侵入式的脑机接口需要在大脑皮层植入电极或芯片，容易造成颅内出血和感染，手术后还可能产生排异反应，对于直接的作用者容易带来较大的健康安全风险。长期植入的电极或芯片随着时间推移，也容易出现老化、腐蚀和位置的变迁，从而对脑机接口的用户造成负面健康影响。此外，脑机接口在人类大脑植入物理设备，必然会对大脑的原有生态带来一定程度的改变，也容易给用户带来心理负担和压力，认知紊乱、心理焦虑等问题也可能随之而来。
伦理挑战也是制约脑机接口发展的重要因素。不难预见，脑机接口本质上是打通机器与人的大脑思维之间的直接链路，最终必然指向人机的共生与融合，而这显然会带来人的本体论危机。人变得机器化，而机器变得拟人化，传统上肉体凡胎的人因不断增加的脑机接口设备而逐渐走向“赛博格”，带来人与机器的合体新物种的崛起。机器将不再是冷冰冰的人造工具，人也不再是完全意义上的自然存在物，人机趋向融合将会造成传统人-机类属关系的模糊和混乱，现有基于工具理性的人机关系概念体系可能会走向崩塌，从而带来深层的伦理危机。此外，脑机接口必然指向对人类大脑信息的读取，而这会带来明显的隐私保护问题。在脑机接口支持的“读脑术”、“读心术”盛行的时代，加上人的行为所产生的大数据也被广泛记录，必然会出现“透明人”的窘境，即人类几乎没有什么隐私可言。脑机接口技术将冲破人类隐私的最后一道防线，将大脑里的所思所想都直白地显露出来，本来自身独有的隐私也将被任意敞现在光天化日之下，处于被围观和窥探的窘境之中。
三、脑机接口作战应用面临哪些挑战？
在脑机接口技术的作战应用方面，也存在不少挑战。综合来看，可以总结为以下几个方面。
一是在作战领域创造新的风险。依赖脑机接口的使用可能会为对手提供新的攻击途径，让脑机接口技术的使用方无法使用该技术，从而降低部队效率。2014年，一项关于合成心灵感应的研究得出结论：“尽管五角大楼投入了数百万美元的研究经费用于探索这种技术，但在战场上，通过互联网进行脑对脑交流可能永远都不是最好的解决方案。其部分原因可能是无法获取技术支持。因此，当电子攻击开始时，大脑之间或大脑与机器之间的网络安全——以及网络对电磁脉冲的脆弱性将是至关重要的。事实上，随着战场上对安全网络通信利益的增加，这个问题在脑机接口之外的领域也出现了。对于任何新技术，包括物联网驱动的未来战场，过度依赖新的传输介质都可能会带来问题，而维护通信渠道可能是优先考虑的事项。然而，由于脑机接口技术依赖于检测非常微弱的电子信号，这可能出引发一个特殊的漏洞。在战场上，这些微弱的信号可能会被干扰。除了信号被干扰的风险外，脑机接口的战场应用还可能带来对手拦截和使用信号的风险。使用脑机接口技术的一方能够获取操作员情绪或认知状态的技术，可能成为敌方情报收集的宝库。据报道，俄罗斯已将北约士兵的智能手机作为攻击目标，以获取有关行动和部队实力的信息。脑机接口技术允许直接访问人员的大脑，可以合理地为近乎对等的竞争对手提供有关军队部署、组织摩擦和个人服役人员自身弱点的有价值的信息。
此外，脑机接口的战场应用还可能创造受到攻击的新场域。就像侵入心脏起搏器或胰岛素泵是一样，敌人也很有可能有人侵入脑机接口并向大脑发送认知指令甚至思想，尽管这只能发生在遥远的未来。有报道披露，一些国家通过关于威胁和领导人逃跑的虚假报道和让个别乌克兰士兵士气低落的宣传短信，提供了一种实现情绪操纵的技术。从理论上讲，即使脑机接口的入侵功能严重削弱大肌肉运动机能，在战斗中也可能未必有突出作用，但其仍可以为对手提供直接进入作战人员大脑情绪和认知中心的途径，从而制造混乱或情绪困扰。在极端情况下，对手侵入影响人类操作人员运动皮层的脑机接口设备理论上可能会发出错误的指令或引发意想不到的行动，比如友军开火。
除了信号被干扰的风险外，还有对手拦截和使用信号的风险。一方能够获取操作员情绪或认知状态的技术，可能成为敌方情报收集的宝库。据报道，俄罗斯已将北约士兵的智能手机作为攻击目标，以获取有关行动和部队实力的信息。
二是可能削弱部队的凝聚力和领导力。通过脑机接口技术，人类与机器的联系变得更加紧密，这将对人际关系产生深远的影响，而人际关系传统意义上在战争中扮演着重要角色，其影响可能难以预测。一方面，直接感知战斗团队中其他成员想法和情绪的能力可以增加部队的凝聚力。另一方面，有证据表明，允许“聊天室协同打击”的虚拟通信技术的进步，可能已经减少了士兵之间的情感和心理联系。某种程度上，技术支持下的沟通形式将取代部队成员之间的传统互动方式，未来的脑机接口能力将从根本上改变这些人际关系的性质。机器人和人工智能在战斗中的不断应用可能会加剧这一挑战。事实上，对战场上机器人的初步研究表明，强烈的人机依赖，甚至“自我延伸到机器人”的感觉的发展，可能会影响作战决策。
更广泛而言，新的脑机接口技术的应用引发了关于未来人类力量结构的问题。当部分或整个部队被神经系统连接到各种武器系统、无人机或机器人中时，一个连或排会是什么样子？这些能力将被整合，还是分配给专门的分队？当高级军官可以监控军队人员的情绪甚至思想，当一些部队成员可以使用脑机接口功能而另一些则不能时，部队的凝聚力很可能会受到削弱。此外，使高级军官能够监控并直接与作战人员的大脑沟通的技术可能会破坏对部队的有效领导，并将微观管理扩展到新的前沿。在一个假设的动态中，脑机接口技术可能会加剧促成一种被称为“战术将军”的现象：即高级军官通过无人机等新技术对现场作战人员施加更大的控制。未来的脑机接口技术使直接脑对脑的通信成为可能，这可能会加剧这种趋势的出现，为部队领导提供一种更机器人化、适应性更低和弹性更强的方法。低层级的部队领导也可能受到脑机接口技术的危害，这些技术为高级领导者提供了了解个人生理、情绪和认知状态的途径。传统上讲，班长的角色需要通过几个月的关系、评估、训练和战斗经验来了解他其团队的身体和情绪状态。而允许高级官员绕过低级别领导了解下属的技术，可能会削弱低级别领导者的领导力。
三是带来新的战争伦理问题和法律风险。与许多道德和法律问题一样，很多责任不仅取决于机构，也取决于个人。例如，致命自主系统在未来战场上的前景引发了关于人类对战争法的责任和相关法律与道德挑战的广泛讨论，还有在使用武力的决定中保留人类控制的必要性。当自主系统杀死非战斗人员时，谁该为此负责？是为目标识别编码的软件程序员、系统指挥官、授权操作和使用该系统的战斗指挥官，还是其他人？这里面的一个核心概念是有意义的人类控制，也就是说一个人应该在是否杀死另一个人的问题上做出最终决定。正是这种逻辑促使美国国防部制定了一项指令，要求自主武器系统允许操作人员“在使用武力时进行适当水平的人类判断”。红十字国际委员会（ICRC)也强调，人类参与“在使用武力的决定中保持人类作用并维护道德责任”。但是，人工智能在战场上的结合和未来战争步伐的加快可能会越来越难以确保军队在使用武力的决定上保持“适当水平的人类判断”。哪怕脑机接口技术允许人类加快决策以努力保持在人工智能参与的战场上与作战的相关性在技术上是可行的，但我们仍不清楚在必要的时间范围内作出的决定是否能够实现合理的道德和伦理判断。脑机接口技术也可能会扩大技术使用者的责任。一旦人类和机器因为脑机接口技术而更紧密地合作并在激烈的战斗中做出使用武力的决定，可能更难确定有意义的人类控制或“适当水平的人类判断”的意义。在传统的军事“杀伤链”中，决策在每个阶段都可以被追溯，以确定法律责任和现有的“击杀网络”，如果因几个人共同导致了决策错误，那么没有人是有罪的。在脑机接口技术推动下的决策制定中，个人可以与机器及其他人即时分享想法和进行决策，这必然使得责任认定变得愈加困难。
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THE END
文字 | 秦风
图片 | 来源于网络
编辑 | 孙雨阳
审阅 | 曾灵灵
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