从电脑黑客到「脑机接口」创业者, Reardon 用意识替换了键盘和鼠标

「你等待着，不停地等待着，终于有一天，你发现，它真的发生了。」Reardon 说，他正在带领创业团队，让脑机界面从科幻走入现实。

Thomas Reardon 将带有芯片和电极的弹力带绑在他的前臂，看起来就像是一个蒸汽朋克版的珠宝饰件。「这可以演示如何读取人的大脑，」Reardon 说。

他的这家初创公司总部位于曼哈顿的市中心。他在电脑键盘前坐下，打开监视器，然后就开始打字。打了几行字后，他将键盘推开，露出会议室桌子白色的表面。他又重新开始了打字，不过这次他的面前并没有键盘，有的只是这张桌子。令人惊讶的是，在没有键盘的情况下，他打的字同样出现在了监视器上。

很不可思议，但如果这不是一个魔术的话，那又是如何实现的呢？屏幕上的文本不是从他的指尖产生，而是产生于大脑向手指发出的信号。手臂上的弹力带对信号做出了正确的解读，并将结果传输给计算机，从而代替了键盘的输入。Reardon 的手指是否敲击了桌面，与之毫不相关，甚至他有没有手也丝毫无关，这是他的大脑与机器之间的交互。

此外，Reardon 和同事也发现，这个机器还可以感知极为细微的信号，比如手指的抖动，它并不是对真实打字状态的模仿。

你可以把手放在口袋里，对着智能手机一分钟说上好几百个单词。在 Reardon 进行演示前，我观察了他的合伙创始人 Patrick Kaifosh 用手机玩了一个叫做 Asteroids 的游戏。他在手腕和肘部之间也戴上了一个奇特的弹力带。

通过手机屏幕，你可以看到这是一个相当熟练的玩家在玩 Asteroids，极小的飞船灵巧的避开大的石块，然后绕着石块旋转，直到将它们都击成小的像素。但我几乎无法看到 Kaifosh 控制游戏的举动：有的只是手掌平放在桌面上时，手指轻微的悸动。似乎他仅仅通过大脑控制就能玩游戏。不过，事实上也差不多就是这样。

2017 年是脑机界面（BMI）的起始之年，如今，机器在人类的生存中变的日益重要，而这种技术就是试图将神秘的大脑的想法传输给机器。这一想法如今已跳出科幻的范畴，正式走入风投界，其速度之快，都能赶上神经元之间信号传递的速度。

Facebook、埃隆·马斯克，以及其他一些资金雄厚的参与者，如 Braintree 前创始人 Bryan Johnson，都曾严肃的谈及，硅植入不仅会使我们与计算机相融合，而且它将超过人类的智慧。

CTRL-Labs 是由一群科技和知名的神经科学顾问组成，它绕过了头盖骨内极为复杂的连接，也不需要划开皮肤或者在头颅内插入芯片。相反，这家公司关注于控制人们移动的大量信号。人的移动是通过脊柱来实现的，而获取这种神经系统难度则相对较小。


Reardon
Reardon 和 CTRL-Labs 的同事则是将这些信号看作机器和大脑相互连接的 API。他们计划在明年，将这种笨拙的弹力带原型进行瘦身，做成轻便的手环形状，使得大量的早期采用者可以摒弃键盘和手机屏幕上微小的按键。该项技术也将会极大地提升虚拟现实的体验。在目前，如果一个新的使用者想要使用虚拟现实，他们需要按一下控

制机上的按钮，而新的用户根本看不到这一按钮在哪，导致很多用户不得不放弃体验。如果能用大脑控制这一系统，进行操控，将会是一个极佳的选择。

Reardon 是 CTRL-Labs 的 CEO，今年 47 岁，他相信，公司的 BMI 技术具有实用性，而他的竞争者们还多少带点科幻色彩，这一点会让公司走在其他公司前列。「看到他们宣布脑扫描技术或者与头部不相关的神经科学，我就感觉他们忽略了如何将新的科学技术商业化的问题，这是一件很实际的事情，」他表示。

「我们期待更加丰富多彩的生活，希望能对周围的事物实现更多的控制，对口袋里那个笨拙的设备有更多的控制，但目前来说，它基本上还只是一个阅读设备，输出方式很槽糕。」

演示模型

Reardon 有很远大的志向。「我希望我们的设备在 3 到 4 年的时间里，使用者能达到 100 万人，不论设备是我们卖出的还是合作伙伴卖出的都行，」他这样说到。但一个好的手机界面才仅仅是个开始。CTRL-Labs 希望这一技术能为未来的发展铺平道路，到那时候，人类可以使用今天还未被发明的工具，实现对环境的大范围无缝操控。而手臂发出的强烈信号，作为意识的秘密借口，将成为我们与电子环境进行沟通的主要方式。

CTRL-Labs 拥有很强的创新能力，研究脑机交互也正基于此。推动这一研究的人是一个很有天赋的程序师，也很具有战略意识。他曾主管过大公司的研究活动，也曾一度放弃这一切转而成为一名神经科学家。Reardon 知道，他的这一背景为它带来了巨大的机遇。这一机遇当然也会垂青和他一样的人。Reardon 暗下决心，绝不能让这一机会拱手让人。

Reardon 出生于新罕布什尔州的一个工人家庭，家里有 18 个孩子。11 岁时，他离开了家，在当地的一个中心学习编程。这一中心是由本地的科技巨头 Digital Equipment Corporation 资助成立。「他们把我们叫做 gweeps, 小黑客，」他说。

他在 MIT 上了几节课，15 岁时考上新罕布什尔大学。他在大学期间过的很不顺心，一方面是因为他自己比较有个性，无法容融入到学生中，另一方面是因为生活贫困。在这种情况下，不到一年他就从大学退学了。「当时我已经 16 了，需要找一份工作了，」他说。他去了北卡莱罗纳的 Chapel Hill，第一份工作是在 Duke 的一家放射实验室维持大学内的计算机系统的顺畅运行。不久以后，他就创办了第一家网络公司，为 Novell 网络软件开发设备。后来，Reardon 出售了这家公司，在这个过程中遇见了风投资本家 Ann Winblad。这个人将 Reardon 招募到了微软。

Reardon 的第一份工作是带领一个小的团队，克隆 Novell 的关键软件，方便与 Windows 系统进行兼容。Reardon 毕竟还是一个未成年人，并不擅长管理，那些向他报告的人称他为 Doogie Howser（电影，讲述一个天才少年的故事）。但他仍表现的很优秀。「微软从不缺少人才，不过 Reardon 仍很出色，」Brad Silverberg 说。他曾是微软 Windows 系统负责人，如今是一名风投（投资了 CTRL-Labs）。

1993 年，当 Reardon 见识到早期的网络浏览器后，他的人生从此发生了改变。他创建了一个项目，也就是后来的 Internet Explorer。由于竞争的激烈，为了抢占先机，Internet Explorer 被改成 Windows 95 发布。在当时，这是世界上最受欢迎的浏览器。


几年以后，他帮助工程师打造的这款浏览器因构成垄断，被诉诸法庭，而他则需要经常出庭作证，让他不堪困扰，再加上公司的官僚体制，Reardon 离开了微软。

离开后，Reardon 和他的浏览器团队的同事成立了一家创业公司，关注无线网络。「我们选错了时机，不过想法绝对是正确的，」他说。

后来，Reardon 又做出了一个出乎所有人意料的举动，成为了哥伦比亚大学的一名本科生，主修古典文学。这一想法来自于与 2005 年与著名的物理学家 Freeman Dyson 的一次偶然谈话。Freeman Dyson 谈到了他读过大量拉丁问和希腊文的著作。「这个伟大的物理学家似乎正在告诉我不要一心扑在科学上，去读一下塔西佗*，*」Reardon 说到。在我 30 岁的时候，「我也就这样做了。」

Reardon 和他的团队在交流

2008 年，Reardon 拿到了古典文学的学位，并获得拉丁文学位荣誉。不过在毕业之前，他又开始去上神经科学的课程，从而爱上了实验室的工作。「这份工作让我有种编程的感觉，手上弄的脏兮兮的，不断做着实验，观察哪种方式有效，不断对方式进行完善调整，」他说。

他决定继续在这一方面进行深造，并准备了研究生的申请。尽管通过软件开发，他已经很富有，他想继续完成学业，然后他得到了一个机会，在 Duke 大学从事一些基础的研究工作。后来，他转到哥伦比亚大学，跟着著名的神经科学家 Thomas Jessell 工作（后者现在是 CTRL-Labs 的一名顾问，顾问中还有一些其他的校友，如斯坦福的 Krishna Shenoy。

根据网站上的信息，我们得知 Jessell Lab「研究指导行动的系统和线路问题，」他们将这些问题称为「所有行为的根本。」这一点反映了哥伦比亚大学在神经科学领域的研究方向。

在神经科学领域，一部分研究只是单纯地关注大脑的活动，一部分是研究大脑实际的输入。一部分人认为，通过大脑的物质来探究意识是一件令人着迷的事情。而还有一部分人则认为，大脑指示我们的行动是大脑的全部作用之所在。

神经科学家 Daniel Wolpert 曾对此有过一个著名的评论：「拥有大脑的一个原因，并且有且只有一个原因，那就是产生复杂的移动。除此之外，大脑别无它用……移动是唯一一个让你得以影响周围世界的方式。」

CTRL-Labs联合创始人 Patrick Kaifosh

2015 年，当 Reardon 和两个同事在进行头脑风暴时，正是这种观点塑造了 CTRL-Labs，成就了它的今天。两名合伙创始人分别是 Kaifosh 和 Tim Machado，他们二人较 Reardon 早一些拿到博士学位，开始创建公司。

在研究生学习期间，Reardon 开始对网络架构的「意志运动」日渐着迷，这种需要技能的行为看起来似乎并不太复杂，但实际上对精准度、时效以及无意识获得的技能有很高的要求。

「抓起你面前的咖啡杯，举到你的嘴边，而不仅仅只是推到你的脸前，」他这样解释到。搞清楚是大脑中的哪个神经元向身体发出的移动指令，是极为复杂的事情。唯一一个比较好的方式就是在头骨上打个洞，在大脑中做个植入，然后观察涉及到哪些神经元。「这种方式具有一定的可行性，不过需要一年的时间训练神经元控制假体或者其他的事。」Reardon 说。

不过，Reardon 的合伙创始人 Machado 通过一个实验打开了一个全新的可能性。同 Reardon 一样，Machado 对大脑如何控制移动充满兴趣，但他从来没有真的想过像 BMI 那样在头骨里植入电子原件。「我从未想过人们可以互相发信息，」Machad 说。

相反，他认为，遍布骨髓，肌肉的运动神经可能会是一个解决方法。他做了一个试验，将实验鼠的骨髓取出，然后让老鼠保持运动状态，对运动神经元进行观察。结果显示，这种信号被很好的组织在一起，有很好的连贯性。「它可以让你理解它们的活动，」Machado 说。两个年轻的神经科学家和一个稍年长的程序师转行的神经科学家看到了另一种研究 BMI 的可能性。「如果你能发出信号，你就可以用它来做一些事情，」Reardon 回忆着他当初的反应，这样说到。

之所以从手臂获得这些信号，是因为人类大脑大多数的资源都用在了控制手上。CTRL-Labs 并不是第一个发现这些信号价值的公司：观察神经肌肉异常的标准测试使用的就是这种信号，称为肌电图 (electromyography) 或者 EMG。事实上，CTRL-Labs 在构建硬件之前就已经进行了试验，利用标准医学工具获取 EMG 信号。创新之处在于更精确的获得 EMG，包括从个体神经元获得信号，而不是利用现有的技术。更为重要的是找出电子元件活动和肌肉之间的关系，以至于 CTRL-Labs 可以对 EMG 进行解读，进而控制计算机设备。

CTRL-Labs首席科学家 Adam Berenzweig
机器学习公司 Clarifai 前 CTO Adam Berenzweig 目前是 CTRL-Labs 的首席科学家。他认为，挖掘信号就如同挖掘语音中的交流信号一样强大。（另外一个首席科学家是 Steve Demer。他是一名计算化学领域的物理学家，帮助电影《黑客帝国》打造了「子弹时间」视觉效果，还因此获得了奖项。）「语音涉及专门的技术，将信息从从一个大脑传到另一个人的大脑，」Berenzweig 说。「运动神经信号专门将信息从大脑传递到手上，进而影响了世界的改变。但和语音不同的是，在这之前，我们并没有真的了解这一信号。就好像，我们没有一个可以记录并查看声音的麦克风。」

获取信号只是第一步。最困难的部分莫过于将这种信号转化成设备可理解的信号。这需要编程、机器学习和神经科学的协同作用。

对于一些应用，首次使用该系统的人需要接受一个简短的培训期，CTRL-Labs 软件才能将个人的输出与鼠标、键盘、按钮、手机、电脑、虚拟现实设备发出的指令相结合。令人最为惊讶地是，对这样技术的简单演示只需要仅仅几分钟的时间。

如果不是单纯的模仿同样的任务，如使用全键盘等，则需要更为复杂的训练流程。未来可能会变得快速而便利，但我们需要耐心和努力去学习。「这是一个很大，很具有挑战性的问题，」Berenzweig 说。「可能需要很多个小时的训练，目前需要多久教会一个人使用全键盘打字呢？基本也需要数年吧。」人们如何按照学习曲线去学习，他有很多自己的想法。比如可以让这个流程做成一个游戏。另一个方法就让人们把这个流程看成是正在学习一门新的语言。「我们可以训练人们用手发出一些基本的语音，」他说。「就如同他们正和他们的手交谈。」

最终，这种新的大脑指令将会决定 CTRL-Labs 是一个对计算机界面进行完善的公司还是实现人类和物体之间一种新的共生关系的一个渠道。CTRL-Labs 有一个科学顾问 John Krakauer，他是约翰斯·霍普金斯大学医学院神经学、神经科学、物理医学与康复学教授，目前领导着该大学的大脑、学习、动画和运动实验室。

Krakauer 告诉笔者，他正在和约翰斯·霍普金斯大学的其它团队合作，使用 CTRL-Labs 系统对使用假肢的人进行训练，在他们接受手移植之前创造一个虚拟的手让患者使用。「我很高兴能够使用这个设备帮助那些无法运动或行走的人获得更多行动的机会。」Krakauer 说。

但 Krakauer（不得不说，他是神经科学领域一个反传统的人）也看到 CTRL-Labs 系统会有更广阔的前景。虽然说人的手有很好的作用，大脑发出的信号可能能够处理更多，更复杂的事情。「我们还不知道手是否能够和大脑做的一样好，或者说人脑实际上比手做的更加好，」他说。如果答案是后者，EMG 信号可能会支持更多的手指。我们将能够轻松控制更多的机器人设备，就如同我们演奏乐器那样。「除了胳膊之外，随便想象身体的一个部位，然后把它看做一个其它的事物，就像八爪鱼一样。」

最终，假肢可能比我们天生的身体部位还更加的有用。或者说将一些假肢粘贴到身体上或其它地方。「我很喜欢这种使用信号控制外部设备的想法。」Krakauer 说。「我也喜欢仅仅多一条尾巴就能让人更加健康的想法。」

对于一个仅仅成立两年的公司，CTRL-Labs 也经历了很多波折。去年年底，合伙创始人 Tim Machado 离开。（他目前在斯坦福著名的 Deisseroth 生物工程实验室，但仍然是 CTRL-Labs 的顾问以及知识产权的共同持有人。）就在上个月，公司更换了名字。公司最初的名字是「Cognescent」，但上个月，团队最终接受了这样一个事实，继续使用这个名字会与 IT 公司 Cognizant 混淆，而后者这家公司的市值超过 400 亿美元。（尽管，很多不知道应该怎样拼写公司的新名字。因为它和「Control」的发音一样。）

但如果你问 Reardon 公司最大的发展是什么，他会说最大的发展就是快速构建一个系统将公司的想法得以付诸行动。相对于公司早期的停滞不前，这就是一个很大的改变。「需要花费至少 3 到 4 个月的时间才能在屏幕上看到东西，」CTRL-Labs 工程师 Vandita Sharma 说。「当我最终将手机系统与网络相连，在屏幕上看到 EMG 数据，别提多高兴了。」

今年夏天，当笔者第一次拜访 CTRL-Labs 时，23 岁的游戏怪人 Mason Remaley 给我演示了 Pong, 这是一个最迷你的控制测试。几周以后，另一个工程师 Mike Astolfi 向我展示了 Asteroids 游戏，不过只有很少的几个特征。过了没多久，Asteroids 就已经完全成型了，Kaifosh 用手指的敲动就能玩这个游戏。目前，Astolfi 正将《水果忍者》这款游戏应用到这个系统。「当我十一月份看到一个现场演示的时候，他们似乎才刚刚取得一点点进展。不过最近似乎已经完成了，」Andrew J. Murray 说，他是 Sainsbury Wellcome Centre 的一名研究科学家，从事神经循环和行为研究的工作。曾经和 Reardon 一同在 Jessell 实验室工作。

桌面上的零件
「我们研究的技术只会存在两种情况，要么有效，要么无效，」Reardon 说。「你能想象鼠标 90% 的时间都在使用吗？你将会不再使用鼠标。目前的证明就是 Goddamn 已经发挥了作用。现阶段也能工作确实让我们吃惊不少。它走在了我们的想法之前。」根据合伙创始人 Kaifosh 的说法，下一步就是专门研究开发这一技术。「可能接下来我们就会扔掉鼠标了，」他说道。

但要让所有人都丢掉键盘和鼠标可能需要更多的因素。这一举动毫无疑问需要大公司的配合，首先予以采用，决定我们日常应使用什么。Reardon 认为他们这些大公司都将采用这一技术。「所有的大公司，谷歌、亚马逊、微软、Facebook 都采取了很大的动作，积极探索新的交互方式，」他说。「而我们正在构架这种意识。」

在肌电图信号的研究方面同样存在竞争，比如 Thalmic Labs 公司。这家公司最近刚完成一轮 1.2 亿美元的融资，由亚马逊领头。它在 2013 年发布了第一款产品，不过只能解读很少的几个手势。不过据报道，该公司正在研制新的设备。

CTRL-Labs 首席营收官 Josh Duyan 表示，CTRL-Labs 对运动神经的无创监测是「一件伟大的事情，推动脑机界面成为现实……它将我们与那些生产无用设备的公司如 Thalmic 区别开来。」（CTRL-Labs 在 A 轮融资中融得 1100 万美元，投资者包括 Spark Capital、Matrix Partners、Breyer Capital、Glaser Investments 和 Fuel Capital）Reardon 认为他的技术领先于其它 BMI 运作，如埃隆马斯克、Bryan Johnson 以及 Facebook 的 Regina Dugan。Reardon 是一位成功的科技创业者。不过不同的是，他拥有神经科学博士学位。

「生活中并不总是碰到这些事情，」Reardon 说，但有些人却能碰到的比别人多。「有点像是巴菲特那样的时刻。你等待着，不停地等待着，终于有一天，你发现，它真的发生了。」

如果他是正确的，在未来，当人们说这些东西的时候，可能只需要摇摇尾巴就行了。