据悉,大脑内有860亿个神经元,结构极为复杂。人类对大脑的研究因囿于技术的限制,科学家难以对大脑的活动进行精确、直观的实时观测。人类虽然制造出了战胜地球上最强围棋选手的AlphaGo,但面对自身的大脑时却依旧如雾里看花。随着科技的飞速发展,研究大脑的技术手段也越来越趋向多样化。
现代脑科学作为一门年轻的学科,在短时间内得到了蓬勃发展。国内外研究脑科学、生命科学、计算机科学、机器人等领域的学者专家纷纷表示,脑科学与人工智能的交叉融合势必引发新的科技革命和产业革命,在可预见的未来将深刻影响人类的思维范式和生活方式,成为人类认识世界的全新视角。
带着对神秘脑科学探索的极大好奇,正略咨询团队专访了用人工智能解密大脑活动规律的黑科技公司——节律(北京)科技有限公司。节律科技是国内第一家将人工智能与脑科学相结合的尖端研究公司和商业应用方案提供商,通过研究脑活动规律,用深度学习算法实时、客观、多维度地量化大脑对事物的体验和感受,研究结果目前应用在产品体验和消费者研究、教育产品和学习体验评测、老龄脑健康评测及保健、神经疾病辅助诊断预警等方面。
一、正略访谈Part1:研究方向
正略咨询:人工智能与认知神经学是两门各自独立的学科,有着不太一样的研究对象和研究方法体系,这两门学科是怎样结合的呢?
马波:人工智能和认知神经学的结合,我们自己把它称作“神经智能”,归入“脑智”行业。
人在体验一件事物(学习、喝酸奶、看广告、打游戏、欣赏一辆车)的时候,心理的反应在脑信号上会有相应的激活,而这些“大脑信号”是可以用认知神经学的原理、方法和设备(如脑电EEG、近红外、FMRI等)记录下来,AI作为数学工具可以去挖掘这些“脑数据”中的规律。节律科技目前主要是利用脑电EEG的脑科学原理和方法,去“捕捉”大脑信号,再用自研的深度学习算法去“挖掘”、“量化”和“解读”大脑对事物实时、客观、多维度的体验和感受。由认知神经学的团队把大脑建模成一个数学模型,再由深度学习的团队从里面找出相关规律,然后反过来由认知神经学的团队去解读,再做行业落地,所以我们是科研和商业落地结合性质的公司。
技术应用可分为三个层次,第一层是To
B端消费者研究和产品效果测评;第二层是个人脑信号的挖掘、分析,从而做到精准教育;第三层是精准医疗等行业应用。此项技术的本质是“大脑解码”,我们的特长在于脑数据分析,在分析之后是各行业的应用。
正略咨询:做人工智能的企业如此之多,节律科技的创新之处在哪里?
马波:节律科技的创新体现在三个方面。
首先是结合深度的创新。从人工智能应用方向上来说,国内做得比较多的是视觉识别、语音识别、无人驾驶、机器人,专注在我们这个方向上的几乎没有。另外,在脑科学领域,用AI作为数学工具应用在脑信号/数据/规律分析上的公司极少,大多使用的是十年前的主流算法,且对算法的应用缺乏针对脑信号的定制调整。我们不是简单的生搬硬套,而是结合多种当前最先进的方法,进行深入复杂的应用,光是对模型和算法的研发和打磨就长达两年之久。我们也与学术界进行频繁的交流,多次走访数家国内顶级的算法和脑科学研究机构,没有一家机构在跟我们做类似的事情,并且他们在与我们交流时都反馈“你们是在搞科研,你们的技术太难了”。
其次是结合方法的创新。在技术上,我们借助深度学习的科研进展和力量,分析脑信号的数据,从而不受限于脑科学发展的现状和边界,在不完全依赖(同时兼容)认知科学先验知识的情况下,发现脑的活动规律;同时,也保留了模型的兼容性,使得在认知科学领域得到验证的科研成果能够进一步赋能我们的模型。
另外,我们将深度学习发现的规律,结合认知科学的理论,进行交叉验证和解读,发现其中的认知含义,充分发挥认知神经学的作用。
再次是应用广度的创新。对深度学习模型来说,不用区分脑信号的来源,只是用数学工具挖掘其中的规律。例如,对老龄脑健康问题规律的发现,可以迁移和应用到儿童自闭症的脑规律和损伤研究上。数据分析后可以应用的场景很多,同时可迁移度非常高。我们既可以做消费品的评测,也可以做教育的评测;可以做儿童的评测,也可以做老年人的评测,因为都是同一套底层逻辑和算法。当然,在商业应用落地上,我们有自己的侧重点和时间规划。
二、正略访谈Part2:研究方向谈研发投入
正略咨询:作为神经智能领域的初创企业,公司的主要团队是如何构成的?
马波:我们公司目前仍处于创业初期。
目前,完成了对产品的初步打磨,公司的团队成员主要是由人工智能算法工程师和脑科学研究人员组成,占总体的90%,分别来自国内外多所顶级名校或研究机构,如中科院、美国UCLA、浙大、北大、英国UCL、伯明翰和南安普顿大学等,学历均为硕士或博士,专业覆盖人工智能、统计学、认知神经学、应用心理学、发展与教育心理学等学科。人工智能团队的核心成员主要来自百度AIG、腾讯AI
Lab、今日头条AI
Lab等一线人工智能企业或互联网公司,专注于发掘和量化人脑活动多维的规律;脑科学研究部的核心成员大多是认知神经学、心理学和医学工程专业背景出身,首席研究员是浙江大学应用心理学博士、UCLA博士后,还有来自北京大学认知神经科学实验室、以及中科院认知神经学博士。部门主要工作是为人工智能团队构建脑网络模型,并将人工智能团队挖掘出的规律和模型转化成具有认知含义的指标,为商业落地奠定有效的技术支持。我们还有市场和商务团队,因为还没有完全展开市场活动,所以团队人数还不多。
三、正略访谈Part3:研究方向谈商业落地
正略咨询:作为新兴行业的先行者,公司的产品和服务有哪些?
马波:我们目前已经落地的项目有针对快消、游戏和教育等行业提供用户体验评测的咨询服务,医疗行业相关的研究我们也已经初步展开。我们现在的技术优势和发力点是在模型和算法方面,未来也可能会为“脑智”行业的产业链上下游如“脑机接口”及脑电硬件公司等提供数据分析服务。
正略咨询:公司提供的上述产品和服务,未来主要针对哪些应用场景?
马波:首先,在产品体验评测业务上,针对消费品、营销、游戏、教育和市场调研等行业,提供定制化产品体验研究咨询服务,进行多维度、多层次的评测和反馈,并提出改进方案。拿汽车行业来说,从设计环节到成品车过程中,我们让消费者戴上脑电设备(便携式脑电帽),全面感受汽车设计的每一个局部或细节,通过对消费者因心理反应而激发大量的脑电波信号进行分析和测评,帮助车企完善汽车的相关设计。
在教育行业,我们采用脑电设备,实时收集和记录学生在上课阶段的脑电信号,用自主研发的深度学习算法和模型对复杂的脑电信号进行获取和解读,一方面可以针对课程/教材本身的内容、节奏等影响学生接收信息的部分提出优化方案,另一方面,针对学生进行学习能力和学习状态的评测,如注意力、记忆力、空间推理等认知能力的学习效果评测。
其次,对于医疗行业,一方面针对老年人的脑疾病,如阿尔兹海默症、帕金森病等,多维度评测脑健康水平,进行老龄脑相关疾病的预防和早筛,以及病变的提前预警;另一方面节律科技针对癫痫等神经系统疾病提供辅助诊断服务,以高精度神经学设备采集患者脑信号,并通过人工智能算法对神经系统状态进行实时监测,研究对患者的准确识别、对病灶空间位置和时间源头的精确定位、以及对发病状态的提前预警。在诊断、病理、干涉等过程中为医疗机构提供全面辅助,为患者带来定制化解决方案。目前已与国内多家神经疾病专科医院开展相关研究合作。
正略咨询:随着产品和服务的商业化,公司的商业模式是怎样的?
马波:我们商业模式的核心主要有以下两个方面:针对To
B行业,我们有商品和项目的评测咨询产品体系;针对To
C行业,我们有个人评测体系。
四、正略访谈Part
4:研究方向谈未来发展
正略咨询:探索如此前沿的交叉领域,公司的发展规划是什么?
马波:现阶段到2020年底之前,我们主要是从不断完善产品,到落地聚焦某个行业,比如快消、教育、营销等领域;希望在To
B行业积累丰富的案例和数据之后,在2021年进入To
C行业,在建立技术壁垒的基础之上再建立数据壁垒。拿汽车行业来说,很多公司都提供数据分析服务,但是在数据、品牌、案例等不同维度,我们输出的行业分析指标比别人更深刻。我们希望在此基础之上,针对行业痛点做To
C产品,比如定制化脑电设备,帮助老人和小孩检测大脑的情况。
正略咨询:您对人工智能与脑科学研究结合的看法是什么?未来的发展趋势又是怎样的?
马波:AI公司在2016-2018年遍地开花,那时候大部分的策略主要发力在计算机视觉和自然语言处理方面,但在应用上,主要集中于安防、机器人、无人驾驶、翻译机、智能零售等领域。在脑科学研究的应用上,随着国际上一批科学家在“脑机接口”相关研究领域取得重大突破,包括像Elon
Musk的Neralink这样的明星创业公司的崛起,以及我国2018年制定了“中国脑计划”,支持力度很大。从硬件设备,比如脑电设备和神经流苏,到人工智能发展趋势,到国家政策支持,都在把人工智能和脑科学做结合。因此,脑科学研究和人工智能的结合是趋势,也是必然。这可能会是未来5-10年的科技热点。
五、结语
据正略咨询了解,目前脑科学与人工智能的融合,只占生物大脑计算原理的冰山一角。正略咨询认为,准确预见未来人工智能将如何发展很难,但如果洞察脑科学、人工智能的学科发展规律和人类经济社会发展大趋势,粗略勾勒未来发展阶段还是有可能的,这对于找准创新突破口,明确创新主攻方向非常关键。这也是包括我国在内开展相关脑科学预测和技术预见的初衷之一。
脑科学和类脑人工智能科技的进步不仅有助于人类理解自然和认识自我,而且对有效增进精神卫生和防治神经疾病、护航健康社会、发展类脑和人工智能系统、抢占未来智能社会发展先机,都十分重要。
正略咨询认为,未来脑科学领域大有可为、未来脑科学与人工智能融合大有可为。从人类科技文明长河来看,脑科学和人工智能是同一枚硬币的两个面,虽然相互独立,但都有共同的指向:为人类的生存和意识演化提供新的可能。
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