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元宇宙系列论坛 虚拟现实与视觉技术的未来:脑机接口?
2022-01-18 阅读量:254 小字

论坛总结:

元宇宙在高仿真图形渲染技术方面已经离我们非常近,但是在实感体验的交互设备上还需要产业界升级硬件,而意识的定义、上传、计算、交互等方面还需要更多的理论支撑和技术突破。


论坛观点:

1.VR/AR的技术路线难以达到身临其境的全方位浸没体验,而脑机接口技术作为一种可以突破物理环境限制的信息载体,会为元宇宙场景带来更为丰富的交互体验。

2.元宇宙的具体形态尚未确定,但是必然会经过一个由功能性到娱乐性渐进发展的历史进程。

3.对意识的数字化定义还存在着丰富的可能性,大脑本身的可塑性将是一个切入点,而对意识存储和权责范围的规划,还需要更多的指导方针和政府政策。

4.人类意愿很难阻碍技术的进步,因为技术来临时,人是没有拒绝的权利,而未来元宇宙可能出现当前无法想象的方式


论坛介绍:

  2022年1月9日上午,CCF YOCSEF上海成功举办了元宇宙系列论坛“虚拟现实与视觉技术的未来:脑机接口?”。这是继2021年9月10日CCF YOCSEF上海举办的“元宇宙:技术的自我超越还是跨界融合”特别论坛之后的第二次讨论。本次论坛邀请了虚拟现实、计算机视觉与图形学、脑机接口、脑科学、数据可视化、半导体芯片、媒体传媒等相关领域方向的权威专家学者与工业界代表嘉宾,以在线直播引导与闭门思辨的方式,一起探讨浸没式体验是否为未来元宇宙发展的风口、脑机接口的前沿科研成果、以及真假难辨的虚幻技术对人类社会的影响等问题。

  本次论坛的执行主席为CCF YOCSEF上海AC委员李洋、陈晴和马骏。受邀出席本次论坛的引导发言嘉宾有华东师范大学宋海川、美国弗吉尼亚理工大学杨亚龙、浙江大学郑能干和复旦大学罗畯义。思辨嘉宾还包括浙江未来技术研究院邵航、新氦类脑智能江伟杰、华东师范大学吴明等。此外参与此次论坛的还有CCF YOCSEF上海AC委员蒋力、徐佳、张波、谢滨欢、刘通、林榕、吴一鸣、石亮和黄泽良。


引导发言:


  论坛首先由CCF YOCSEF上海主席蒋力致辞,介绍了CCF YOCSEF的文化历史、学术氛围和社会使命,并对广大青年志士伸出诚恳的橄榄枝。

  第一个环节是引导发言,介绍前沿科技领域的蓬勃发展现状,从多个角度对未来元宇宙的可行体验进行深入讨论。


  首先宋海川以《图形视觉与元宇宙》为题,定义元宇宙是一个独立于现实世界的虚拟空间,展示了图形引擎、混合现实、三维感知等相关领域现今产出的高仿真虚拟人与数字资产,并介绍了三维打印和机器人技术从虚拟至现实的还原,提出了元宇宙的未来将会深度依赖现在已经成熟发展的计算机图形学和有待进一步研究的计算机视觉两个技术领域的交叉结合。


 

第二位嘉宾杨亚龙呈现了《浸入式可视分析》。以对数据可视化实际问题的思考作为切入:如何更加高级地可视化数据?如何在各种设备平台特别是VR/AR等新型设备上展示可交互数据?并以自己的科研成果做了相应回答:头戴设备引入了多样的交互方式,三维渲染突破了物理展示界限。他强调了在元宇宙概念中的功能性VR/AR技术将替代现有的物理显示器,把个人办公和协作推向更高层次的信息交互形态


 


第三位发言嘉宾郑能干为我们详细介绍了《植入式脑机接口》技术。脑机接口作为大脑与机器的直接信息路,可促进生物智能与机器智能的深度融合。植入式脑机接口可进行高速信息提取和信息反馈,实现虚拟与现实之间的感知和控制。临床上已经可控制蜜蜂,老鼠,猴子和人类的行为。他提议未来需要进行高精度、高信噪比的控制,建立人工智能增强的脑机接口,从而康复脑、理解脑、增强脑。


最后一位嘉宾罗畯义做了关于《静息态大脑动态网络的三种状态与老化》的报告。他们发现通过磁共振获取人静息状态下大脑的信号,脑网络可分为感知、感觉运动、自我内在三种状态。他提出在元宇宙中,人机接口可以侦测大脑,干预大脑,并再次侦测大脑的改变,从而获得治疗精神疾病的效果,并认为而臆想症难以区分虚假意识和现实世界的症状也可以作为一个研究虚拟现实体验的入口。





  第二个环节是主题思辨,围绕“元宇宙”的发展,从目前的元宇宙基础技术瓶颈、元宇宙对社群习惯的干预、以及意识数字化等方面展开讨论:


精彩观点


思辨问题一:科幻世界中,分不清现实的虚拟世界到底离我们多远?


  宋海川从图形学和虚拟现实相关的角度切入,认为其实现理论上可行实现还有一定距离。图形学已经能进行高仿真的渲染,但是交互的体感设备现在只能带来游戏般的漫游体验

  杨亚龙认为VR/AR的技术路线难以达到身临其境的全方位浸没体验。屏幕设备虽然已经有了很大的发展,但是VR设备中展示的4K显示屏和人眼下实际4K的屏幕存在十倍的分辨率差异,基于眼动技术的局部清晰度变化的也只部分解决了问题。他同样认为VR中的现有的移动手段非常不自然,人类的实际跑动受限于实际物理世界。而脑机接口的技术能够在没有肉体移动的情况下,获得如同梦境般真实的体验,是上限更高的交互方式

  郑能干提出现在我们离元宇宙还是很远,需要信息科学材料科学心理科学突破相关瓶颈并进行深度技术融合:信息科学需要对大脑以及系统内部的信息进行采集和反馈;材料科学需要对信息传输贡献新载体;心理科学也需要大胆假设并探索神经、直接感知觉、潜意识的表达;最后多学科组合形成一个闭环的脑机接口。

  罗畯义指出元宇宙在多功能整合和个体化定制方面还有很大研究空间。虽然已经有功能单一化的脑机接口产品的成功实验,例如用脑波控制鼠标和电灯开关等,但在复杂系统的环境下,多功能整合性的脑机接口尚未成功利用人类大脑自身广阔的想象力空间,以及大脑强大的自我欺骗能力有机会补足当前技术层面的挑战其次,因为不同个体感受同一体验需要的刺激部位不同,以及同一刺激强度对不同个体造成的感知差异,虚拟世界的个体化定制还需要局部细节的测定,以及更长时间的试验

  吴明则以体验者的角度提问:黑客帝国中的VR技术在电影领域应用时是否会造成观众的反感?一部分以恐怖和灾难来吸引观众的电影,在提供真实物理感受后会不会丢失市场?在不考虑元宇宙理论可行性的情况下,人们是否有意愿进入电影世界,接受真实的痛觉和伤害呢?

  邵航则提醒大家其实虚拟世界技术已经存在并处于不断迭代的状态脑机接口的交互问题,可以回顾过去十年三维显示技术迭代发展获得启发3D显示器行业从06年爆火到现在萎缩收敛具体领域,一个很大的障碍是发展不良的用户内容生态。除此以外,他还指出虚拟现实所需要的一体化设备的体积庞大,如何在设备便携性方面下功夫?高逼真体验所要求的设备性能问题,以及长时间体验所要求的设备续航问题也是一对需要权衡的矛盾。

  江伟杰同意元宇宙的实现需要非常多的技术领域突破。他具体列举了元宇宙的硬件限制:高仿真虚拟现实需要的算力是现在半导体可达到的一千倍,就算两年翻两倍也还需要十年;电力高消耗与国家层面的碳中和问题存在矛盾;半导体通信从现在的五纳米达到一纳米也还需要八年时间未来的演进路线不可知即使所有硬件层面均可实现,大众也难以负担如此大体量的设备总体售价。综上他断定实现类似头号玩家的虚拟现实还需要十年到十五年时间,而实现类似黑客帝国的效果则遥遥无期

此外他不同意观者的情绪反应作为一种衡量虚拟现实技术的指标,因为通过人们的想象力,恐怖小说文字就足以引起人们的恐惧感。


思辨问题二:如果上述技术可以实现会给我们带来什么变化?大众是否愿意付出这些代价来换取元宇宙的实现?


  吴明首先提问在场嘉宾:过分的真实是否反而会丢失神秘感?可以在真实感上一直做“加法”吗?仿真度是否存在边际效应,“真实感加法”有限制吗?她谈到人其实对自我空间有一定私密感的要求,一种无法完全体验的朦胧美是否在体验上其实更具真实感?

  江伟杰回答元宇宙的实现路径不会跳跃式直接上升到满足感情需求,而是首先实现一个功能需求在形成人们可接受的正向循环后,再以社群交互扩大它的普及范围。他认为虽然所有技术都会有正反面的影响,但他对元宇宙持乐观态度,认为它利大于弊。

  杨亚龙认为人类意愿很难阻碍技术的进步,因为技术来临时,人是没有拒绝的权利。如今大家都使用虚拟网络交流,个体被整体环境所带动,是没有说“不”的机会的。不过定制化的选择可以让人们更容易接受新技术,要以人为本的设计和配置,带来更个性化的体验。

  邵航憧憬了新元宇宙的形态,并展望了元宇宙带来的其他技术领域发展。例如智能家居、自动驾驶、无感互联网连接、类脑计算、以及基于意识的脑联网,都将渐进式的接受翻天覆地的变化。他也同样分析了现实问题,行业发展的资金流从何而来?意识形态下人的独立性是否还存在?如何保护意识信息的隐私保护等问题。

  罗畯义认为疫情背景下我们逐渐走进元世界,走进虚拟时空,已经是不会反转的事实。提出了技术层面的问题

一、发展方向:在脑科学方向下新算法的开发,例如怎样用芯片模拟一个大脑的信息传输和刺激反应;人机互动界面以及整合模式也可以从手机行业中学习。

二、发展挑战机器难承担人类大脑的高弹性特点。一千个读者有一千个哈姆雷特,但是机器只能有单一的识别模式。

  江伟杰补充未来元宇宙可能出现当前无法想象的方式。例如19年斯坦福有一个盲人穿触觉背心感受障碍并行走的研究,说明大脑可以学习到不同于以往的交互机制。在发挥脑的可塑性和适应性后,未来的意念交流和现在脑通过感官进行交流的方法未必一致。

  宋海川补充到工具是否会被使用取决于它是否解决了人类的生存需求。当一个工具带来财富收益和娱乐收益后,人类就会逐渐使用它。



思辨问题:意识上传的可能性及问题。意识永生?意识是否可以被修改?是否会造成人类生物特征的退化?

  罗畯义赞同特征退化的可能性。他举例了一个对中风患者增加外界部件的研究这项研究做了一个只用一侧大脑实现肢体控制的实验证明了大脑的可塑性,用进废退的特性。因此人类一直使用同一种技术工具其他的感知器官和神经很可能发生退化。例如人眼长时间接受同一衍射下的光线,没有刺激到的眼部神经元会退化。

  吴明提出了自己的2疑问:第一意念的直接交流是否会对人际关系造成伤害呢?通过语言进行交流时我们会主动隐藏一些伤害对方的部分,虽然意识直接交流有着不能说谎的优点,但意识交流的太过直接带来的伤害是否会造成人际关系的崩溃。第二意念的直接交流消除了想象的模糊空间毕竟我们无法在如此短暂的交流时间充分展开想象。比如诗歌艺术的美感是否会随之消失?

  郑能干指出意识的理论很可能与我们现在理解的不一样当前讨论这个问题为时过早。神经回路的研究学者不讨论意识,但是哲学领域和心理领域对意识的有很大的研究兴趣。数学和物理层面如何检测意识、表达意识有着无数的可能。

  杨亚龙希望意识上传在未来成真,但他更担心意识上传的兼容问题和伦理问题技术方面何设计意识之间交汇和交涉接口?随着采集意识的精度逐渐提高,未来高分辨率和以往低分辨率的意识是否不兼容。伦理方面部分残缺的意识是否还具有人基本权利?例如隐私权、选举权等等。他认为政策和指导意见的规划也很重要。

  江伟杰认为现在已经存在部分的间接的意识上传。例如计算机视觉对面部表情的识别和推荐系统针对用户的个性化推送。意识上传的意义是为人类服务,我们需要更多考虑意识这种数据如何整合并计算。

  宋海川认为我们还需要对人类意识进行更深层面的理解。它怎样存在,如何数字化,是否可计算,都是需要探讨研究的重大命题。


  思辨环节结束后,主持人为参与嘉宾宋海川、杨亚龙、郑能干、罗畯义、吴明、邵航、江伟杰发放了电子感谢牌。


  本次论坛历时三个小时,分为引导发言和主题思辨两个阶段,第一阶段进行了在线直播直播参与人员达到50人次,会议内在线参与人数达到50人次,并由七位嘉宾从计算机视觉与图形学、数据可视化、脑机接口、脑科学半导体芯片、媒体传媒等多个方面为现场与会者带来了对元宇宙深刻的讨论。最后,本次CCF YOCSEF上海特别论坛在与会者和嘉宾们的激烈思维火花碰撞中结束。希望通过本次论坛讨论,为 “元宇宙”不同领域从业者们点亮不同的思维角度,引发更多深入探讨与交流。




直播回放链接:https://meeting.tencent.com/l/d8scTV6Qd0zO

有效期至:2022年2月9日


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