千奇百趣/科學家研發首個AI「讀心頭盔」

圖：AI模型將腦電圖翻譯成文字。|網絡圖片

【大公報訊】綜合《每日郵報》、EurekAlert網站報道：澳洲悉尼科技大學的科研團隊日前研發出了世上首個能夠「讀心」的頭戴式智能設備，通過運用人工智能（AI），解碼人腦中無聲的想法，並將其翻譯為文字。研發者表示，該技術可以幫到因中風或癱瘓等疾病而無法發聲的患者。雖然目前翻譯的準確率約為40%還有待提高，但相較同類智能設備，「讀心頭盔」更加便宜、便捷，標誌着神經科學和AI技術相結合的重大突破。

該研究由悉尼科技大學GrapheneX-UTS「以人為本」人工智能（HAI）中心主任傑出教授CT Lin領導，已在29名參與者身上進行過試驗。所謂「讀心頭盔」是一種便攜式、非侵入性的系統，通過記錄並翻譯使用者的腦電圖，將思維轉化為文字，可以幫助因疾病或受傷而無法說話的人進行溝通。除此以外，它還可以實現人與機器之間的無縫通訊，可用於例如操作仿生手臂或機器人，人類操作者只需要使用意念，就能控制機器的行動。

更擅長匹配動詞

在研究團隊發布的演示視頻中，參與試驗的人戴着「讀心頭盔」，被要求在腦中想「下午好！我希望你一切都好。我先來一杯卡布奇諾，再加一杯濃縮咖啡。」參與者面前的屏幕上隨即出現了AI生成的句子：「下午好！你還好嗎？卡布奇諾，加杯，濃縮咖啡。」內容與人腦所想匹配性很高。

在頭盔「讀心」的過程中，研究人員開發的AI模型DeWave起到了關鍵的「翻譯官」作用。該AI模型可利用基於BERT模型（語言表徵模型）大量腦電圖資料的大型語言模型，結合BERT的雙向上下文以及ChatGPT的從左向右解碼器，將人的腦電圖分割成不同單元，捕捉大腦的特定模式，再將腦電圖信號翻譯成詞語和句子。

本項研究已被選為於12日在美國新奧爾良舉行的神經信息處理系統大會（NeurIPS）焦點論文。該會議聚焦機器學習和計算機神經科學領域，是頂級的年度學術會議。

目前，「讀心頭盔」翻譯的準確率約為40%。研發團隊認為這是因為當大腦在處理字詞時，語義相似的詞語可能會產生相似的腦電波模式。目前研究人員正努力作出改進，使其能夠達到與傳統語言翻譯或語音識別程序相當的準確率水平，即接近90%。

研究人員指出，該技術使用的AI模型更擅長匹配動詞，而對於名詞的匹配仍存在一些問題。當涉及到名詞時，AI模型出現了以同義詞替代原詞，而非進行精確翻譯的趨勢。例如AI會將人腦中所想的「作者」一詞直接翻譯為「人」。

即戴即用無需手術

在此之前，將大腦信號翻譯成文本的技術，要麼需要通過手術在大腦中植入電極，例如馬斯克旗下科企Neuralink開發的腦機接口；要麼需要在體積龐大且昂貴的核磁共振成像儀中進行掃描，普及難度較大。而本項新技術只需要一個簡單的頭盔，就可以讀取使用者的想法。

CT Lin指出，「讀心頭盔」所用的是首項將離散編碼技術納入大腦─文本翻譯過程的技術，引入了一種創新的神經解碼方法，與大型語言模型的整合為神經科學和AI結合發展開闢了新的領域。他表示，「讀心頭盔」的研究代表了將原始腦電波直接翻譯成語言的開創性努力，標誌着該領域的重大突破。