《大英雄天團－穿戴式的超能力》Walk Again Project

• 文／吳政佳｜國立中央大學通訊研究所碩士班

《刀劍神域》小說在 2002 年開始連載於網路，而「刀劍神域」也是故事中網路遊戲的名稱。這部小說在 2012 年製作成動畫，也成為許多人踏入動漫領域的第一步。以下是《刀劍神域》中一段故事設定：

「 2022 年 5 月，大廠牌電子機械製造商 ARGUS 發佈了能夠實現虛擬實境的機器 NerveGear，人們可以通過 NerveGear 進行完全潛行以進入虛擬世界。不久，全球首款虛擬實境 MMORPG《刀劍神域》，在經過大約一千人參加的封測後正式發佈，首次共限量發售一萬份。」^[2]

在故事中 2022 年 MMORPG^[註1]《刀劍神域》「Sword Art Online」遊戲正式發售，而今年正好就是 2022 年。或許你也會像我一樣好奇，現實與故事裡那令人嚮往的虛擬世界距離還有多遠？ 

什麼是「元宇宙」？

如果你了解《刀劍神域》，也看過其他科幻電影，比如《駭客任務》、《一級玩家》，那你肯定不會對「元宇宙」這概念陌生。元宇宙簡單來講，是一個大家共享的 3D 虛擬世界，它可以將現實世界有的甚至是沒有的東西，在虛擬宇宙中建構出來。未來你甚至可以在裡面上班、跟朋友聚會、參加演唱會，所有你想的到經濟活動^[註2]都可以裡面實現。

（一）元宇宙熱潮和起源

2021 年 10 月 28 日祖克柏親自宣告 Facebook 將改名為 Meta，他們不再是一家社群媒體公司而是「元宇宙」公司。加上自從 2020 年的疫情爆發，人們對於虛擬互動平台需求增加，網路上開始興起了大量對於元宇宙的討論。^[4]

元宇宙「Metaverse」一詞來自於 1992 年出版的小說《潰雪》，作者在裡面描述了一個平行於現實世界的網路世界名稱「Metaverse」，有趣的是人們在裡面的網路分身叫作「阿凡達」（Avatar）。而 Metaverse 一詞可以看出，它是從宇宙（Universe）演變過來的，Meta 有「之後、超越」的意思，所以翻譯也可稱之為「後設宇宙」^[5]。

（二）VR、AR比較

在元宇宙提出之前，提到虛擬世界大家可能會聽過 VR 或者 AR，那他們分別是什麼？ 

VR 虛擬實境（Virtual Reality），是創造出一個虛擬的 3D 環境，並透過各種技術讓使用者身歷其境般地體驗。不侷限視覺、聽覺，未來也希望加入觸覺、溫度覺、嗅覺和虛擬物件的互動回饋等感官體驗。^[6]這描述就很像元宇宙，後文將介紹它們的差異。

AR 擴增實境（Augmented Reality），定義是在現實世界的基礎上疊加資訊或內容^[6]。簡單講就是以真實世界為背景，在上面添加虛擬物件，舉例如前幾年爆紅的 Pokémon GO 遊戲就是使用 AR 技術。

（三）元宇宙和 VR 一樣嗎？

元宇宙和 VR 看起來都是建立一個 3D 的虛擬環境，盡可能還原人們在現實世界中的感官體驗。不過如果單純 3D 建模世界，沒有與現實世界有更多的連結，去賦予虛擬事物價值，它無法真的稱之為「世界」。

在刀劍神域故事中，茅場晶彥說過的名言：「這雖然是遊戲，但可不是鬧著玩的。^[2]」因為他訂下了規則，在遊戲中死去現實中也會喪失生命，所以遊戲就不再是遊戲，之後才會有精彩的故事。

元宇宙是一個相對複雜的概念想像，在之後陸續加入的虛擬貨幣 NFT^[註3]等概念，使元宇宙裡的虛擬物件確定了價值。所以現在你可以在虛擬世界中購買土地，在虛擬世界裡工作，獲得現實世界中的薪水，如果日後普及，是不是想想就很科幻呢？

實現《刀劍神域》的「完全潛行」

在介紹元宇宙後，考慮如何實現《刀劍神域》，最大問題就是如何讓人與虛擬世界之間進行互動的裝置。我們需要先來看看故事中對於連接虛擬世界「完全潛行」一詞的技術描述。以下是以故事中初代的頭戴裝置 NERvGear 為對象。

「它的內側還藏了無數的元件，而頭盔則藉由這些元件所產生的電場，與使用者的腦部直接連結，使用者不需要使用自己實際的眼睛與耳朵，就能因為機器直接給予腦的視覺質區與聽覺質區情報，而讓使用者有聽到與看到的感覺。其實除了聽覺與視覺外，觸覺、味覺與嗅覺，也就是所謂的五感，全都能由 NERvGear 讀取出來。」^[8]

「因為（完全潛行）的使用者不只是接收假想的五感情報而已——連由腦部向自己身體所發出的命令也會遭到阻斷與回收」^[8]

以上是書中對於 NERvGear 的設定，可以看出需要以下關鍵科技。

（一）非侵入式的腦機介面

從故事中可以看到，主角們在連接時，只需要戴上頭盔，很明顯這是個非侵入式的腦機介面^[註4]。它的原理是透過，大腦裡的神經細胞活動會產生電位差，一個神經細胞所產生的電流很小，但一群神經細胞同步活化，就能匯集成足夠大的電流產生電磁場，一層層穿過組織來到頭皮，這樣我們就能將量測到腦波訊號繪製成腦電圖（Electroencephalography, EEG）。

不過由於腦內活動非常複雜，彼此區塊間負責的功能也有所不同，大腦裡約有 860 億個神經細胞^[10]，造成的電訊號夾雜在一起，大大增加分析的難度。加上從頭皮表面量測腦波，會受到皮膚、腦蓋骨、腦組織液的干擾。因此而有侵入式腦機介面，侵入式會穿過頭蓋骨將電極放在大腦皮層上。因為要動手術，所以不為大眾接受， 但這種方式確實能有效降低雜訊。

現在在設計給使用者時，盡量會以非侵入式的方式，但其相對量測準確度相差很多。現在技術能有效量測、判斷的腦波訊號，是比如手臂上舉、眨眼皮等特定或大型動作，及最早發現的睡眠時腦波的頻率變化。所以想要透過頭戴裝置就在虛擬世界暢遊，仍有很大的難度。

（二）感覺訊號與動作訊號

已知人類是透過五官、皮膚等器官去感受外界，但刀劍神域的完全潛行，是透過訊號直接刺激神經或大腦，讓人們如同進入虛擬世界。這裡列舉最基本的視覺、聽覺，這也是現今多媒體主要傳播方式。還有為了使沉浸體驗更好，我們得要試著解決攔截動作訊號的問題。

• 視覺技術

早在 70 年前，就發現以電流刺激大腦視覺皮層，會感知到閃光或者說光幻視^[註5][11]。2020 年《科學》（Science）期刊上有發表了採用光幻視的技術^[12]，利用電流刺激在大腦中產生一個個小光斑，光斑組成簡單的圖像，而實驗結果成功讓猴子「看到」並分辨出英文字母、線條和移動的小點等這些圖案。這如同我們螢幕上顯示的畫面，也是一個個小到肉眼觀察不到的光點（像素）組合而成，但即便如此，這項技術也無法直接讓我們大腦看到如同眼球接收般細緻的畫面。

• 聽覺技術

人工電子耳可以說是現今最成熟的醫療輔具之一，現在助聽器或人工電子耳已經非常常見。助聽器主要只是將聲音放大傳入耳朵，而人工電子耳則是如果內耳絨毛細胞受損嚴重，無法接收聲音，它則可以直接刺激聽覺神經，產生聽覺^[14]。不過這仍與故事設定不同，非直接刺激大腦皮層。

以上看來感覺訊號，現今都受限於大腦電刺激技術，不過一直仍有無數人前仆後繼去研究，還是很期待有一日達成突破。

（三）潛行中阻止身體動作

完全潛行還有一個重點，就是在虛擬世界中活動，不會影響到外界的身體，也就是我們控制的運動只會在我們腦中進行。由於攔截腦波的研究，我沒有查到，所以這邊提出假設方法。排除使用藥劑去使人無法動作，若利用身體機制可以嘗試俗稱「鬼壓床」的「睡眠癱瘓症」。

觸發原因是因為睡眠周期中的快速動眼期（REM），人們在這期間容易做夢甚至夢遊，因此大腦會發出命令分泌激素，使肌肉癱瘓避免危險，若這時清醒，就會產生大腦已經有知覺了，但全身仍無法動作的情況^[13]。因此如果能夠主動誘發以上情況，或許就能達成完全潛行想像中，現實的人們如同深睡，在虛擬世界展開冒險。不過以上假設需要實驗求證可行性。

元宇宙概念相關的遊戲

回過頭來看元宇宙，除了刀劍神域等科幻作品與它的概念有關，遊戲作為人們對於幻想實踐嘗試的方法之一，隨著元宇宙的熱潮，也伴隨之相關的遊戲誕生。前陣子，因為可以在虛擬遊戲中買地交易，甚至賺取收入爆紅的 The Sandbox、Decentraland 等，前者已經有如愛迪達等大品牌進入，後者則如名人林俊傑在裡面持有 3 塊地，但兩者同樣價格不斐，以今年 5 月底以太幣的匯率，價值都在 20 萬台幣以上^[15]。除了以上新遊戲，不少經典遊戲也能幫助我們審視未來元宇宙的發展。

（一）Minecraft

Minecraft 幾乎人人都知、人人都玩過，發行已超過 10 年，但人氣依然不減，每日仍有大量玩家活躍在線。儘管畫面簡單，但卻能使玩家有良好的沉浸式體驗，Minecraft 也逐漸成為許多玩家們的社交場所。

下面列出兩個得元宇宙借鏡的優點。

• 去中心化^[16]

每個玩家在裡面擁有自己的世界，它就像是屬於你的元宇宙，你可以邀請朋友造訪，一起經營起一個龐大的世界。相比現在各大科技公司爭相所提出的元宇宙未來，營運仍控制在企業手上，Minecraft 或許更加符合理想中屬於玩家、使用者的專屬世界。

• 高自由度^[16]

這也是 Minecraft 最迷人的地方，它需要你發揮創意改造，官方不限制你開發新的遊戲模組^[註6]（Mod），這使的遊戲自由度大大提升，使得 Minecraft 已經不是一個遊戲，而是一個眾人合力組成的遊戲平台。

（二）Roblox

Roblox 於 2005 年問世，在台灣的玩家與討論熱度較少，但在美國尤其是疫情之後，統計超過一半 16 歲以下兒童青少年在玩該遊戲^[17]。作為一款大型多人線上遊戲平台，由樂高積木組成世界，玩家們透過開發工具，設計出專屬於你的遊戲，上傳到遊戲平台上^[18]，現在上面已有超過 4000 萬種遊戲，不少人因此一夕爆紅，賺到大筆收入^[19]。

Roblox 被稱作「元宇宙第一股」，除了一上市估值破 450 億美元外，大家看好它實現創作者獲得利潤，由玩家們去參與定義元宇宙該要有的樣子。就像是 Youtube 一樣，所有人都有可能是創作者。

（三）Second Life

第二人生發行於 2003 年，在 2006、2007年獲得媒體關注^[20]。這款遊戲的存在似乎就是想訴說，元宇宙不是一個新東西，而它就是先行者。開發商當初就是想要實現《潰雪》裡面所描述的世界，這是一款 3D 仿真實社會遊戲，玩家在裡面對話交流、開店經營，同樣也可以換成真實貨幣。

當年這款遊戲也掀起熱烈討論，大大小小企業、團體入住。在 2011 年 IBM 在裡面購買了 12 座島嶼，作為員工訓練、線上開會。哈佛大學在遊戲裡開過課，政治人物在裡面接受記者採訪^[21]。但從現在回頭看，它也漸漸淹沒在時光長河裡，直到元宇宙熱潮再起，它才重新回到大眾面前，不知它將會見證成功還是歷史的重演。

結語

雖然目前的技術還無法實現像《刀劍神域》等科幻作品中的場景，不過隨著技術日新月異，只要還有人研究，那麼總有可能成真的一天。

如今元宇宙相關技術發展，除了很多先行應用在遊戲產品上，還有祖克伯的 Meta 公司，計畫改變未來社群媒體的型態，讓人們在 3D 虛擬世界中社交、開會等等，如果普及化就搞不好會像當年 Facebook 的誕生一樣，對我們的生活帶來巨大的改變。

前方看來還有很多挑戰，是否現在的使用者產品可以讓大眾接受，成為下個革命性產品，有許多質疑。不過作者私心希望這個熱潮不會那麼早消退，畢竟我還期待有一天可以在《刀劍神域》虛擬世界中冒險呢！

註解

［註 1］大型多人線上角色扮演遊戲（MMORPG）為電子遊戲的一種，是電子角色扮演遊戲按電子遊戲人數分類分別出來的一種網路遊戲。^[23]

［註 2］經濟活動主要是以勞力等「生產資料」換取商品和服務，貨幣只是交易的媒介。^[24]

［註 3］非同質化代幣(Non-Fungible Token，簡稱：NFT），是一種被稱為區塊鏈數位帳本上的資料單位，每個代幣可以代表一個獨特的數位資料，作為虛擬商品所有權的電子認證或憑證。^[25]

［註 4］腦機介面（Brain-computer interface, BCI），是指大腦與電腦的連接口裝置。^[9]

［註 5］光幻視（phosphene）是在沒有光實際上進入眼睛的情況下看到光的現象。^[26]

［註 6］遊戲模組，「Mod」（全寫「Modification」），多指遊戲廠商或者熱心玩家對於原版電子遊戲在功能方面的修改。^[27]

參考資料

1. 刀劍神域 ， 維基百科
2. 不可不知的元宇宙熱潮，IEK產業情報網
3. 元宇宙， 維基百科
4. VR、AR、MR 介紹：AR 擴增實境、VR 虛擬實境，有何差異？ ， AR PLAZA
5. Link Start－ 以電機工程與神經科學的角度研究《刀劍神域》中「完全潛行」技術之可行性，班尼．史克斯， 巴哈姆特
6. 腦機介面 (Brain-Computer Interface) 專題 (上) ，The Investigator Taiwan
7. 不可思議的大腦－《知識大圖解》，PanSci 泛科學
8. Beauchamp, M. S., & Yoshor, D. (2020). Stimulating the brain to restore vision. Science, 370(6521), 1168-1169.
9. 1Chen, X., Wang, F., Fernandez, E., & Roelfsema, P. R. (2020). Shape perception via a high-channel-count neuroprosthesis in monkey visual cortex. Science, 370(6521), 1191-1196.
10. 《睡眠麻痺症》不用怕 症狀很快就消散，亞洲大學附屬醫院
11. 人工電子耳和助聽器有什麼不同？，衛生福利部國民健康署網站
12. 在元宇宙裡買塊地？區塊鏈虛擬土地購買全攻略【2022 最新版】，INSIDE
13. The Metaverse Is Already Here — It’s Minecraft | by Clive Thompson | ，Medium Debugger
14. Over half of US kids are playing Roblox, and it’s about to host Fortnite-esque virtual parties too ，The Verge
15. 你從沒聽過的電玩　讓這些青少年成了千萬富翁，天下雜誌
16. Roblox如何成為元宇宙第一股？創作者與平台互利共生，背後模式是什麼？，數位時代
17. 第二人生 (網際網路) ，維基百科
18. 可創業賺錢的線上遊戲－「第二人生」，天下雜誌
19. 第二人生兔子集體長眠事件，香港01
20. 大型多人線上角色扮演遊戲，維基百科
21. 經濟活動，香港教育城
22. NFT，維基百科
23. 光幻視，維基百科
24. 遊戲模組，維基百科
25. SAO——艾恩葛朗特，(2012) (imdb.com)
26. 頭戴裝置NERvGear ，(2012) (imdb.com)
27. Minecraft遊戲畫面 ，(2009) (imdb.com)
28. Roblox Facebook封面2017年
29. Second life Facebook 2014年官方相簿

還記得《大英雄天團》的阿費第一次穿上彈跳噴火龍套裝時有多興奮嗎？是什麼樣的裝束，讓人穿上時會有美夢成真的感覺呢？

2014年六月12號，在聖保羅哥林多人體育場（Arena Corinthians）的世界盃足球賽開幕典禮上，一位下半身癱瘓的青年，利用由他自己的大腦活動，操控動力服，達成一件象徵性的成就。

「再度行走計劃（Walk Again Project）」由埃德蒙與莉莉薩弗拉國際神經科學研究所納塔爾分校（Edmond and Lily Safra International Institute of Neuroscience of Natal；ELS-IINN）主導，與聖保羅的傷殘孩童扶助協會（Association for Assistance to Disabled Children；AACD）合作，於2013年一月獲得巴西科學研究與發展項目資助署（FINEP）所提供臨床階段必要資源，在巴西聖保羅另組實驗室，由長期研發神經復健（neurorehabilitation）方法和外骨骼（exoskeleton）的神經科學家尼可列利斯（Miguel Nicolelis）主持，同時也受到巴西伊塔烏聯合銀行（Itaú Unibanco）贊助。

此計劃中所有測試階段的科學、臨床、技術上的目標都在2014年五月達成。這還只是個開始，不過研發團隊有信心，未來身體癱瘓的人們將可以丟下輪椅，實實在在地站起，再次行走。

第一階段：研發腦機介面（brain-machine interface）

任職於美國北加州杜克大學（Duke University）的巴西籍科學家尼可列利斯，從1984年開始從事這個領域，直到2001年時發想能製造出全新的科技產品，有助因脊髓或神經傷害而下半身嚴重癱瘓的病人，修復他們的觸覺和運動控制（motor control）能力。

這個計劃的第一步是研發所謂的「腦機介面」技術，即能夠讀取大腦神經所放出電子訊號，並從中記錄可以給機器使用的運動控制訊號。此技術不需將訊號再從機器（robot）傳回大腦，即可完成控制圈。

首次觀察實驗是在杜克大學用老鼠和猴子進行。實驗動物們只能在有外來訊號進入大腦時，才可以移動機器手臂或電腦模擬的手臂來操作物品。在另一階段的實驗中，這些動物的大腦受到電子訊號刺激，第一次能夠將不同材質的物品區分開來。

第二階段：外骨骼（動力服）

外骨骼技術的發展進度在第一階段是走在最前端的，而後動力服的設技也能夠馬上反應出大腦訊號。這部份的工作，由來自慕尼黑工業大學（Technical University of Munich）的Gordon Cheng領導一群工程師與研究人員進行，在法國研發，在巴西測試。

第一次的原型機測試非常成功，完全掌握住大腦活動，如同一個共享控制（shared control）裝置，將自發性的運動意念如「我想走路」、「我想停下來」或是「我想踢這顆球」傳達出來，使操控者的心理能與外骨骼的關節控制互動，產生自然流暢的動作。外骨骼上還配有多個陀螺儀，避免行進中跌倒。每一位參與實驗的病人都說，感覺好像真得用自己的雙腳在走路。

此發明對巴西科學界的重要性反應在他們為動力服取的名字上－巴西-桑托斯杜蒙一號（BRA-Santos Dumont I），為紀念亞伯托桑托斯杜蒙（Alberto Santos Dumont），尼可列利斯認為巴西歷來最偉大的科學家。

第三階段：觸覺

為了使「行走」更接近真實，使病人癱瘓的下肢恢復觸覺是非常重要的事；觸覺回饋技術（tactile feedback technology）或人工皮膚，對於恢復觸覺和本體感覺（proprioception；對於肢體或軀幹的位置與動作的感覺，以及對肌肉張力的感覺）是必要的裝置。
人工皮膚裡面是有彈性的印刷電路板，能感測壓力、溫度和速度，會被貼在病人的腳底板，將每一踏步的「觸覺」傳至病人的手臂或其他還有感覺的上肢。原本應該是在腳底的「觸覺」被轉移到手臂，大腦會被引導重新建構「觸覺」和「在地面踏步的感覺」，讓病人感覺下肢沒有癱瘓。

第四階段：讓病人做做看

2014年一月展開第一次臨床測試，共有八位病人參與，他們會先與模擬訓練裝置互動，對「新觸覺」熟悉後，才穿上動力服正式行走。

首先病人們戴上虛擬實境目鏡，看著如同在跑步機上穿著動力服行走的模擬畫面，同時手臂接收觸覺回饋－透過人工皮膚傳來的機械式震動；這個神經衝動與目鏡中行進的模擬畫面一致，此時大腦會重新學習感受雙腳與手臂。這個測試還會將虛擬實境換成從足球賽中錄下的真實畫面和聲音，當然包括鬧哄哄的環境和塞得滿滿的觀眾席。

完成以上的虛擬測試後，會讓病人們穿上動力服、戴上佈滿電極的帽子，利用腦波測量技術（electroencephalography；EEG），以非侵入的方式從頭皮測量電子訊號。電腦可以立即解碼這些訊號，操控外骨骼的液壓導線（hydraulic conductors）來產生動作。

2014年四月29號，其中一位病人用大腦命令他的動力服踏出了第一步；五月20號，八位病人平均都利用外骨骼走了120步；接著他們還想測試在世界盃足球賽開幕式的場景中跑步。

下一步

「再度行走計畫」的目標不只是在世界盃開幕式上一展身手，尼可列利斯的團隊以及其他參與計畫的工作人員，都將會繼續努力讓技術進步，幫助下半身癱瘓的病人。至於將相關的技術應用到阿費所穿戴的吉祥物嘛……或許就太大材小用了。

參考資料：

• Walk Again Project Becomes A Reality

2020 年 8 月 29 日，馬斯克（Elon Musk）的公司 Neuralink 大動作召開記者會，眾人拭目洗耳，滿心期待見到腦機介面展現出音樂串流、取代語言等科幻場景，但是最後卻只等來三隻小豬。除了手術程序和晶片技術上的工程改良之外，從科學的角度來看，整場演示可謂了無新意。

為什麼說在科學上了無新意呢？這是因為大家原本以為 Neuralink 世界第一的的能力或宣稱，其實若非已經有人做過，就是根本做不到。

不是唯一也不是第一

在馬斯克媒體聚焦光環之下，普羅大眾都以為 Neuralink 在腦機介面的能力和進度，是世界第一。但事實是，在腦機介面領域的實力與進展，Neuralink 既不是唯一，更不是第一。

以深度刺激醫療方法為例（deep brain stimulation），過去 25 年間，全球早已就有超過 160,000 名病人接收過深度刺激，並透過腦機介面的方式刺激大腦，來改善各種神經和精神疾病，包括帕金森氏症、杭亭頓舞蹈症、憂鬱症、強迫症和癲癇等，都已有不少的成果與效用（Lozano et al., 2019）。

再來看看神經義肢（neuroprosthetics），馬斯克在各訪談節目中大談神經義肢，說是要實現《百變星君》中讓癱瘓者操控機械手臂的夢想。但是馬斯克如果敢說自己第一，加州理工科學宅們就全要捧腹笑翻了。

以加州理工的安德森教授的實驗室為例（Richard A. Anderson），安德森實驗室在靈長類動物與人類的動作「意圖」（intention）研究領域，已經耕耘數十餘年。早在 2013 年，就以成功讓一位癱瘓病患順利操控機械手臂，然後舉起酒瓶送到自己嘴邊暢飲，此項結果也發表在 2015 年的《科學》期刊上（Aflalo et a., 2015）。

回過頭來看看馬斯克的 Neuralink，「即將取得 FDA 的人體試驗批准」？嗯，原來是連批准都還沒通過？那最後記者會只端出三隻小豬，應該也是剛好而已。

音樂串流與取代語言的遠期目標，根本不可行

接下來，我們再來看看引發最多媒體和大眾熱議的「音樂串流」和「取代語言」。馬斯克的這些科幻宣稱，可以說是直接越過了基礎科學而做出的狂妄「夢想」。我們只能說，在基礎神經科學釐清大腦處理資訊的位置與原理之前，應用科技絕無任何插手置喙的餘地。

以串流音樂來說，我們現在不知道大腦的哪些腦區以何種形式在處理音樂，也不知道大腦是如何處理音樂的各種面向（節奏、音高、旋律等），那請問 Neuralink 如何可能透過腦機介面向大腦輸入音樂？

語言也一樣，語言相關腦區我們目前只知道其中一些，而且諸多語言相關腦區中的細胞數量可能超過十億，一個僅有1024 個電極的 Neuralink 晶片，根本無法精準輸入和記錄腦神經活動。

簡而言之，在基礎神經科學知識完備之前，應用科技可說毫無用武之地。打個比方來說，單單造出一艘火箭太空梭，仍不足以讓你飛向火星，如果不知道火星的位置（某個認知功能的對應腦區）、如果不知道天體運行的原理（腦區之間的互動連結）、如果不知道牛頓力學（神經細胞之間的訊息傳遞法則），那麼即使你能造出火箭太空梭，也只會迷失在無垠的太空。

近期的目標只是工程突破

Neuralink 近期的走向，應該就是使用改良的自動化手術技術，以及更小的微晶片技術，來進一步推動過去在科學與醫學上已經小有成果的醫療方式（例如使用腦機介面緩解憂鬱症、強迫症、成癮、帕金森、和優化神經義肢等等），至於其他什麼串流音樂、取代語言之類的科幻夢想，只有等到神經科學家把大腦研究清楚後才有機會。

科技的花朵，必然得有基礎科學研究的根，沒有後者，若非假花，就必然凋謝。

References

• Aflalo, T. et al., (2015). “Decoding motor imagery from the posterior parietal cortex of a tetraplegic human.” Science. 348 (6237) 906-10. <PDF Version> <Perspective> <Supplementary materials> <Movie_S1> <Movie_S2> <Movie_S3> 
• Lozano, A.M. et al., (2019). “Deep brain stimulation: current challenges and future directions.” Nature Review Neuroscience. 15 (3) 148-60.

• 文／許經夌｜中原大學物理系副教授
  中原大學物理系副教授，更為人所知的身分是動漫畫評論團體「傻呼嚕同盟」的 ZERO 老師。自幼被《科學小飛俠》中的大反派物理博士辛格萊爵士所製造的機械鐵獸吸引，因而「誤入歧途」投身物理學界。擅長從熱門動漫中找出有趣的物理問題，曾因「超級英雄的物理學」線上開放課程獲得教學特優教師獎。

你能預測未來的科技嗎？

對於沒有哆啦 A 夢時光機的我們來說，預測未來可是件非常困難的事，但是漫畫家士郎正宗在《攻殼機動隊》這部傑作中做到了！

這部漫畫最早是從 1989 年開始連載的，至今已經超過了 28 個年頭，但是現今看起來不但不過時，其中種種關於未來科技的想像，更可說是在逐漸實現中。

讓士兵像變色龍一樣的「光學迷彩」

翻開漫畫，一開始最讓人印象深刻的，可能就是主角草薙素子在執行暗殺任務時所使用的「光學迷彩」（Optical Camouflage）。迷彩的概念大家應該都不陌生，在軍事上已被廣泛採用，士兵的迷彩服不僅平時看起來帥氣，在戰場上更可融入背景，不易被敵人發現，提高了存活率。

但是，傳統迷彩有著一個大弱點：它的圖案是固定的，一旦環境背景改變了，例如穿著綠色叢林迷彩服的士兵進入了灰濛濛的城鎮中時，就很容易暴露出來，被敵人逮個正著！

而所謂的光學迷彩，就是利用光學的原理，主動地隨著環境改變其表面的顏色與圖案，隨時保持在與背景融合的狀態中，所以又被稱為「主動式迷彩」（Active Camouflage）。這個概念推到極致，也會讓人聯想起《哈利波特》中的「隱形斗篷」（Invisible Cloak）。

要實現光學迷彩，其中的關鍵問題是在於：要如何將「原本應該被身體擋住的背景」重現在身體表面上？

只要能解決這個問題，身體看起來就會有如「透明人」，難以被人發現。東京大學的館暲教授實驗室是這方面研究的先驅，有趣的是，《攻殼機動隊》也正是他們實驗室必讀的參考文獻。他們的設計原理說穿了相當容易理解，就是利用有著高反射特性的材料來製作服裝，然後用攝影機拍攝身體後面的影像，再投影到身體的前方。

這個方法雖然簡單有效，但是目前還難以真正運用在軍事上，因為要讓一位士兵的身影「消失」，就至少得出動一台攝影機及一台投影機跟著他，這也太不實際了吧！

可是隨著科技發展，只要利用裝在身上的微型攝影機取代大型攝影機，並且以軟性顯示器技術來製作可以顯示影像的服裝，取代投影機的投影成像，光學迷彩的實現也許不是那麼遙遠。

也有科學家嘗試以另一個思路來實現光學迷彩：所謂的「透明」，就是光線可以直接穿透而不受阻礙，如果有某種材料能讓光線轉彎而「繞過」物體，那麼該物體看起來就會像是透明的了。

這種可以讓光線大幅度轉彎的材料，就是近年來備受矚目的「超穎材料」（Metamaterial，或譯為「超材料」），它是以奈米科技製作的人造材料，其中的週期性奈米結構，可以讓特定波段的電磁波產生顯著的偏折，而我們熟悉的可見光，其實也是一種電磁波，當然也可以藉由設計恰當的超穎材料加以偏折，現在杜克大學等研究機構已經製作出可使微波、紅外線轉彎的超穎材料，他們也期待未來能將這項技術應用到可見光波段上。

當然，以目前的發展情況看起來，這些光學迷彩的技術就算是成功了，一時之間大概還是難以緊緻化。我們可以開玩笑地說，要做出有如《攻殼機動隊》動漫畫或電影裡的光學迷彩「緊身衣」，以凸顯出穿著者玲瓏有致的好身材，大概會是下一個階段的發展難題。

「腦機介面」：可以意識或是靈魂可以被上傳嗎？

除了光學迷彩之外，《攻殼機動隊》世界中無所不在的「腦機介面」（Brain-Computer Interface）技術，更是預言了當今科技的努力方向。透過腦機介面，人腦可以直接向電腦或機器下達指令，也能直接接收電腦所傳送過來的資訊，甚至能夠透過電腦與網路相連，使自己的意識遨遊在廣大的網路資訊之海。

對於越來越依賴行動裝置及網路的現代人來說，腦機介面如果成真，那可是不得了的方便！

我們只要頭腦動念一想，隨時隨地都可以調閱電腦裡的資料，也能直接喚出電腦進行複雜的計算，更可以即時上網搜尋大量的資訊，與成千上萬的網民交流。這麼一來，傳統教育中的「記憶」與「背誦」就不再重要，人腦的價值可以更發揮在「思考」與「創意」的方向上。

當然，《攻殼機動隊》也預言了這樣「方便」的世界，可能會帶來怎麼樣的麻煩。個人的隱私權會大受影響不說，當電腦病毒或駭客入侵，出問題的可不只是電腦，連人的腦袋都會跟著遭殃，輕則記憶遭到竄改，重則整個大腦神經迴路跟著電腦一起被燒掉！

以腦機介面目前的發展趨勢來看，要達到《攻殼機動隊》所呈現的世界，還有一大段路要走。非侵入式的腦機介面，像是在頭部接上電極所讀取的腦電圖（Electroencephalography, EEG），雖然在醫療上已被廣泛應用，甚至有腦波控制的玩具產品面市，但是其訊號讀取及解析方面仍有許多困難。而侵入式的腦機介面，例如以人工手術的方式植入電極直接與腦部神經相連，或像《攻殼機動隊》漫畫中所想像的，利用微機械（Micromachine, MM）來執行相關的腦機連接手術，除了技術上的難題要克服之外，人類對於「異物」侵入身體的先天性恐懼，更是心理層面上的大障礙。

但還是有許多科學家十分樂觀，他們認為，目前腦機介面發展的最主要應用，就是連接人工裝置（也就是所謂的「義體」或「假體」）去取代原有功能已經喪失的神經或器官，例如使殘障人士藉由仿生義肢、電子耳、電子眼等裝置去重獲運動或感知的能力，長遠來看，這也會是人類對抗老化衰弱的有效手段，企冀永生的人類，未來不但不會排斥這樣的技術，甚至像《攻殼機動隊》中全身「義體化」的生化人（Cyborg）的出現也將是大勢所趨。

就算是全身義體化了，腦細胞也總有一天會衰老，那麼，能不能逐漸地把人腦的功能轉移到電子腦中？甚至把人格與意識也一併轉移過去？沿著腦機融合的話題往前走，就一定要問到人類的終極問題：到底什麼是「生命」？什麼是「靈魂」？

現在的科學對這些問題還沒有解答，甚至對人類意識的運作機制都還搞不大清楚。但是科學界主流的看法是：我們的「意識」（Consciousness），或者你要套用《攻殼機動隊》中的慣用詞，叫它「靈魂」（Ghost）也可以，和我們的腦部神經網路結構密不可分。甚至有學者主張，我們人類思考的根源，推到大腦神經元連結上的電傳導訊號時，是和量子力學中所呈現的隨機現象息息相關的。

如果我們的意識真的是基於量子現象，那麼根據量子力學中的不可複製定理（No-Cloning theorem），我們每一刻的意識與思考都是獨一無二的，不可能複製到別的個體或是轉移到電腦上。就這個觀點來看，《攻殼機動隊》漫畫中所描繪的「靈魂翻印」技術會伴隨著「資訊劣化」現象，也不算是沒有道理的想像呢。

《攻殼機動隊》中充滿了對未來科技的前瞻想像，讓人不得不佩服士郎正宗研讀相關資料的認真態度，以及他天馬行空的想像力。我們沒有時光機，但是藉由《攻殼機動隊》這扇「窗戶」，我們可以窺見未來世界各式各樣可能實現的科技風貌，還真是充滿樂趣的享受啊！

文章轉載自OKAPI，原文為「不是幻想，是真的！《攻殼機動隊》中的未來科技大解析」。文章圖片由臉譜出版社© Shirow Masamune / Kodansha Ltd.提供，更多內容請參考《攻殼機動隊 Complete Box》。