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AI 戰警出動——抓出惡意程式,資訊安全有保障!

科技大觀園_96
・2022/02/27 ・3145字 ・閱讀時間約 6 分鐘

數位戰警網路掃黑。圖/fatcat11 繪

網路數位世界黑影幢幢,美國有線電視新聞網 CNN 曾報導,全世界每天產生超過 100 萬個惡意程式;臺灣軟體聯盟也曾發布調查報告,全球企業因惡意程式攻擊,每年損失超過 10 兆新臺幣,相當於我國 109 年度政府總預算的 5 倍。駭客散播惡意程式橫行網路,不僅企業深受其害,各國政府也防不勝防。

行政院資通安全處偵測統計,我國各政府單位每月被攻擊次數高達 2,000 萬到 4,000 萬次。近期最受矚目的就是,總統府在蔡英文總統 520 連任就職前夕,驚傳遭駭客入侵電腦竊取資料;接著 5 月底美國資安公司「Cyble Inc」揭露駭客在暗網[1]兜售「臺灣全國戶政登記資料庫」超過 2,000 萬筆臺灣民眾個資,接連引發輿論譁然。

面對駭客無窮盡的闇黑攻擊,臺灣大學電機工程學系教授林宗男從 2018 年開始,帶領團隊利用資料科學處理分析,建立網路異常與攻擊預測模式,發展「AI Cyber Security」(人工智慧網路安全)系統,從偵測藏身於 Windows 與 Android 系統的惡意程式、暗網流量分類與網路惡意流量偵測等「四管齊下」,全面展開網路掃黑行動,防堵駭客散播惡意程式搞破壞。 

國立臺灣大學電機工程學系教授林宗男。圖/李宗祐攝

抓出惡意程式的 AI 網路安全系統

這項研究計畫今年邁進第 3 年,「我們做出來的技術,都是可以馬上用的真槍實彈!」林宗男透露,相關前瞻技術初步成果陸續發表後,「國家安全局就找上門,要跟我們技術合作。」隨著世界各國競相重點投資,引領 AI 成為國力象徵,研究團隊除了以建置臺灣國家級網路防禦系統為目標,更希望這套系統能夠推廣成為捍衛各國企業或組織的數位戰警。

就如同 CNN 報導,全世界每天產生超過 100 萬個惡意程式,網路數位世界危機四伏;但值得注意的是,這個數據還是 2015 年的統計,現在恐怕有增無減。研究團隊以先發制人策略,杜絕惡意程式伸出魔爪,利用 CNN(Convolutional Neural Networks,卷積神經網路)模型[2]訓練 AI ,偵測是否有惡意程式潛伏在使用者電腦 Windows 或手機 Android 系統蠢蠢欲動。

Windows 與 Android 的惡意程式偵測

「我們的目標是在他還沒有執行之前,阻止惡意程式啟動。」面對五花八門的應用程式,研究團隊指出,使用者在下載執行前,「把程式的 exe 執行檔轉換成圖片檔,放進我們建立的模型,AI 就會告訴你這個程式是惡意程式的機率是多少。如果很高,就不要執行,避免系統被惡意程式感染。」林宗男強調,能夠辨認程式碼到底是惡意或者是正常,是確保網路安全最重要的基本功。

偵測惡意程式效率明顯提升 7.2%。把執行檔圖形化的方法更為安全,只看圖的結構,不會啟動執行檔,可以避免在偵測過程被感染。圖/林宗男實驗室提供

經過測試驗證,Windows 偵惡系統成功率與準確率達 88.9%,超越全球圖形處理器領導廠商 NVIDIA 發表的 AI 偵惡技術 7.2%。林宗男指出,很多軟體公司都競相投入研究,就過去已公開發表的研究論文,NVIDIA 抓駭效率暫時領先群雄;臺大團隊與擁有雄厚資源的 NVIDIA 研究團隊相較,就像是小蝦米與大鯨魚,能夠超越他們很不容易。「但這僅是初步研究結果,我們還在持續精進中。」 

相對於 Windows 偵惡系統獨立開發,Android 偵惡系統則是與日本 NICT(情報通信研究機構)合作研發,利用臺大團隊提出的新演算法,把 NICT 研發的 AI 偵惡系統抓駭效率從 92% 提升到 96.2%,青出於藍而勝於藍,讓日本團隊印象深刻。 

Android 惡意程式偵測:研究團隊透過取出已知惡意程式的可執行檔特徵,並利用反混淆技術加入新的特徵,再透過 AI 演算法處理特徵,判斷是否為惡意 Android 程式。圖/林宗男實驗室提供

透過機器學習,分析暗網流量

雖然無法做到百分之百滴水不漏,但為了知已知彼,研究團隊更直搗黃龍,「潛水」暗網蒐集情資,分析駭客行為特徵。林宗男表示,駭客為了躲避追蹤,都在暗網活動,因為透過 TOR 瀏覽器加密,網管人員無法辨識使用者到底是在上網聊天、傳資料、發送 Email,還是看 YouTube 聽音樂或追劇等。對追蹤技術研究者而言,到暗網觀察駭客「水面下」的活動,是很重要的情資來源。 

研究團隊透過 AI 研究分析已知惡意程式的網路行為特徵,再側錄蒐集暗網不同使用者上傳流量與行為模式,找出「壞人經常走的路徑」,把暗網流量做善惡分類,研判哪些是正常上網行為,哪些是惡意程式發動攻擊。林宗男舉例,就像防疫期間每個人都戴著口罩,但年紀大的和年紀輕的行為就是不一樣,「我們就是利用 AI 從行為特徵分辨使用者上網行為是否正常。」 

研究成果經與美國 IBM 和中華電信合作驗證測試,辨識率高達 99.6%,遠超過加拿大研究團隊的 81.6%。對 ISP(網路服務供應商)而言,若能明確辨識暗網流量分類,就不必把看影片或聽音樂等受到惡意攻擊可能性極低的影音串流,全部導入 IDS(入侵檢測系統)資安偵測,大幅節省資源。

暗網流量類型分類:臺大研究團隊利用 AI 演算法分析網路流量特徵,把經過匿名加密的流量分門別類,協助網管人員有效而安全的管理網路。圖/林宗男實驗室提供

惡意流量偵測,鞏固第 2 道防線

研究團隊也利用最近 3 年眾所周知的 10 種惡意程式,包括 2017 年肆虐全球的勒索軟體 WannaCry(想哭)進行惡意流量偵測「實兵演練」。畢竟惡意程式偵測不可能做到百分之百,漏網之魚在所難免。根據資安調查顯示,惡意程式滲透入侵電腦系統之後,平均長達 56 天才會被發現。 

「惡意流量偵測其實是第 2 道防線!發生惡意流量代表電腦已經中毒了,我們的目標是在最短時間偵測出惡意流量。」林宗男透露,跨國網路科技公司 CISCO 現有商用偵測系統精確度已達 97.7%,「我們做得再好,也僅能微幅提升到 98.2%。」研究團隊再發揮 3 個臭皮匠勝過 1 個諸葛亮的精神,把 2 套系統截長補短,將精確度再向上提升 0.3%,堅持沒有最好、只有更好的信念,鍥而不捨地挑戰不可能的任務。

惡意流量偵測:研究團隊透過 AI 研究分析已知惡意程式的網路行為特徵,加速偵測發現網路異常流量,並揪出潛伏在網海裡面興風作浪的惡意程式。圖/林宗男實驗室提供

eID 的潛在風險

然而,林宗男也深知,資安不可能做到百分之百的絕對安全。當內政部決定在明年全面換發 new eID 數位身分證,建置 T-Road(政府資料傳輸平臺),打造跨政府機關資料通道網路,推動「一卡多用」串聯戶籍資料、健保資料庫、汽機車駕照交通監理資料、國民年金與勞保勞退年金等,同時政府也將讓 new eID 擁有線上交易完整性與不可否認性,做為電子商務交易憑證。林宗男對此呼籲政府應正視 new eID 缺乏法源依據的問題,更要從資訊安全的角度,重新審慎評估全面換發數位身分證的必要性。 

「透過 new eID 建置 T-Road 聽起來好像很方便、很進步,但對駭客而言,要偷取全國 2,300 萬人的資料,也非常方便。一旦出現資安破口,整個系統就會因單點失效而全面瓦解。」林宗男說,「new eID 把國人從出生到死亡所有資料全部放在 T-Road,我們都知道網路沒有絕對安全,還要把所有的東西全部放在一個籃子裡面嗎?」政府應該要有分散風險的危機意識,數位身分證絕對不能「一卡多用」。  

註解

  1. 利用 TOR(The Onion Router 洋蔥路由器)瀏覽器遮蔽使用者真實位址,避開網管系統追蹤的匿名網路。
  2. 參考人類大腦視覺組織建立的深度學習模型。
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科技大觀園_96
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為妥善保存多年來此類科普活動產出的成果,並使一般大眾能透過網際網路分享科普資源,科技部於2007年完成「科技大觀園」科普網站的建置,並於2008年1月正式上線營運。 「科技大觀園」網站為一數位整合平台,累積了大量的科普影音、科技新知、科普文章、科普演講及各類科普活動訊息,期使科學能扎根於每個人的生活與文化中。

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ChatGPT 還是 AI 之王嗎?Google Bard AI 與微軟 Bing AI 的終極測試
泛科學院_96
・2023/08/12 ・537字 ・閱讀時間約 1 分鐘

今天這集影片我們準備拿 ChatGPT、Google Bard AI 跟微軟的 Bing AI 來作一個大亂鬥比賽,我們準備了幾個不同的挑戰看誰最厲害。

因為 Bard 跟 Bing 都是免費提供,為了公平性,我主要會使用免費的 GPT 3.5 來比較,不過我同時會放上 GPT-4 開啟網路瀏覽功能的結果來給各位作參考。

評比的成果我會給一顆星到五顆星來呈現,主要分為四個類別:易用性、實用性、創造性以及回應速度。

看完今天的影片,你會想要使用Bing、Bard還是Chatgpt呢?歡迎在影片下方留下你的看法

如果這支影片對你有幫助的話,請幫我在影片下方點個喜歡,並且把這支影片分享給需要的朋友,最後別忘了訂閱泛科學院的頻道,我們下支影片再見囉。

更多、更完整的內容,歡迎上泛科學院的 youtube 頻道觀看完整影片,並開啟訂閱獲得更多有趣的資訊!

泛科學院_96
5 篇文章 ・ 7 位粉絲
我是泛科學院的AJ,有15年的軟體測試與電腦教育經驗,善於協助偏鄉NPO提升資訊能力,以Maker角度用發明解決身邊大小問題。與你分享人工智慧相關應用,每週更新兩集,讓我們帶你進入科技與創新的奇妙世界,為未來開啟無限可能!

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誰在傳送假訊息?提升全民媒體素養,讓謠言止於智者!
研之有物│中央研究院_96
・2023/06/09 ・4698字 ・閱讀時間約 9 分鐘

本文轉載自中央研究院「研之有物」,為「中研院廣告」

  • 採訪撰文|莊崇暉、田偲妤
  • 責任編輯|田偲妤
  • 美術設計|蔡宛潔

不要再轉傳假訊息了!


「我家親戚群組又在 LINE 傳假訊息了!」這是常在年輕族群中聽到的抱怨,彷彿隨意散播謠言是長輩特有的行為,當你願意了解長輩的數位社交生活,將發現事實並非如此。中央研究院「研之有物」專訪院內民族學研究所李梅君助研究員,在研究 Cofacts 事實查核協作計畫時發現,臺灣民眾對公共議題的關注存在世代衝突,該衝突延伸至日常相處上,卻在事實查核的協作過程中看到正向溝通的曙光。究竟臺灣長輩發展出什麼樣的數位社交生活?如何應用第三方資訊與長輩溝通,甚至邀請長輩加入闢謠打怪行列?

圖/研之有物。

2018 年臺灣地方選舉和公民投票讓存在已久的世代衝突瞬間引爆,面對韓流現象、同性婚姻、性平教育等議題,厭世代年輕人(1990 年代左右出生)和戰後嬰兒潮世代長輩(約 1946-1964 年出生)因經濟與社會生長背景的不同,常發生意見分歧而爭吵不休的情形。

在臺灣最多人使用的 LINE 即時通訊軟體中,出現不實謠言滿天飛的亂象,年輕人紛紛將矛頭指向長輩,批評長輩不先查核資訊真假就亂發文。

中研院民族所李梅君助研究員在研究 Cofacts 事實查核協作計畫時,發覺臺灣世代衝突問題的嚴重性。年輕人認定長輩就是假訊息的傳遞者,但事實上,許多年輕人也常在無意間互傳不實謠言。

「大眾常急著為長輩貼標籤,卻從來不去了解他們怎麼使用數位工具。這樣並無助於解決問題,只會加深彼此的誤會。」研究過程中逐一浮現的問題為李梅君指引出一條研究道路,從事實查核協作行動出發,逐步深入長輩的數位社交生活,探索緩解世代衝突、提升全民媒體素養的可能途徑。

「早安圖」的背後:長輩獨特的數位社交

圖/研之有物(圖片來源/Unsplash

從了解長輩的數位社交生活做起,應有助於促進不同世代的相互理解,李梅君選擇由長輩們發展出的「早安圖」文化來切入研究。

科技與生活的緊密結合讓人手一機成為常態,再加上疫情造成的人群接觸減少,讓人們日漸習慣將社交重心從實體轉往線上。越來越多長輩靠 LINE 群組維繫親友感情、接收外界資訊,每天一早發布的「早安圖」經常是長輩社交生活的起頭。

然而,早安圖一直有被汙名化的傾向,溫馨圖片配上吉祥文字的簡單排版被貼上具有長輩風格的標籤,甚至還被戲稱為「長輩圖」。李梅君與長輩相處後發現,早安圖的存在對於長輩的社交生活具有深刻意義。

首先,早安圖是長輩證明自己跟的上年輕人腳步的重要象徵!身為晚近才接觸手機、電腦的「數位移民」,長輩常因不會操作數位工具、又害怕晚輩覺得自己笨拙,而感到焦躁不安。因此,當自己好不容易學會用手機拍照、修圖、發早安圖,對長輩來說是自信心的累積,代表自己沒被時代淘汰

此外,早安圖也是長輩與人互動的敲門磚。李梅君察覺,有些長輩在傳訊息時相當在意社交分寸,不像年輕人想到什麼就 LINE 一下朋友,反而擔心隨意發文會被當成不懂規矩的「老人」。因此,當與新朋友開啟話題時,他們會先禮貌性地試探,這時無害的早安圖就是最好的敲門磚,可以從對方回傳的字句、貼圖或已讀不回,判斷能否進一步交談。

如果我們願意深入體會早安圖對長輩的意義,你將發現早安圖是長輩表達「關懷」的重要媒介。

例如在不方便見面的疫情期間,許多長輩會互相分享充滿溫馨祝福的早安圖、早安短影片,當中包含一些身體保健資訊,即時表達對遠方親友的關心,也讓對方知道自己過的很好。

但是,伴隨著早安圖的問候,群組裡轉傳的文字與圖像影片卻可能含有具爭議性的農場內容,例如每天喝檸檬水可以防疫、常喝地瓜葉牛奶可以防癌等,讓以關懷為出發點的長輩成為散播謠言的代罪羔羊。為此,有越來越多公民團體開始號召民眾一起打擊假訊息,李梅君研究的 Cofacts 就是其中一個針對 LINE 假訊息亂象所發展的計畫。

聽到外面的聲音:「事實查核協作社群」打開群組封閉的大門

LINE 聊天室裡所有的對話都經過加密,就算檢舉了某用戶的言論,LINE 官方也難以遏阻資訊傳播。
圖/Unsplash

LINE 假訊息亂象一直是假新聞議題中非常難處理的一塊,因為 LINE 不像 Facebook、Twitter 或 Instagram 有審查下架機制,LINE 聊天室裡所有的對話都經過加密,就算檢舉了某用戶的言論,LINE 官方也難以遏阻資訊傳播。

李梅君提到:「雖然 LINE 群組相當封閉,在臺灣卻已具有極大的公共性。」很多群組都涉及公共議題的討論,並累積千百人以上的成員,一旦有人惡意散播不實謠言,在缺乏查核機制的情況下,後果可能不堪設想。

因此,自 2016 年起,公民科技社群 g0v 臺灣零時政府的成員推出「Cofacts 真的假的 – 訊息回報機器人與查證協作社群」,邀請民眾主動回報在 LINE 上發現的可疑訊息,再由來自各領域的編輯志工進行事實查核,撰寫有助判斷訊息真假的回應。之後只要有民眾發出相似問題,機器人便會從資料庫中找出相關回應供民眾參考。收到回應的民眾如有不同看法,也可以補充新的回應。

在 Cofacts 群組回報 18 歲公民可以選市長的可疑訊息,獲得豐富的澄清回應與參考資料,使用者也可補充新的回應或分享給朋友。
圖/截圖自 Cofacts 群組

你可能會好奇,當今的「人工智慧」(AI)已可查核假訊息,為何 Cofacts 還在仰賴編輯志工這樣的「工人智慧」?李梅君指出,目前的 AI 僅可以偵查大規模的操弄訊息來源,或者評估影像有無修圖造假。當前要用 AI 來判讀文字內容的真偽還相當困難,因為一則文字訊息通常真假資訊參雜,當中還包括個人意見或情緒用詞,很難明確判定是真是假。

因此,Cofacts 的編輯志工除了指出訊息錯誤之處,也會提醒該則訊息是否含有個人意見,有助民眾從封閉的 LINE 群組接收外界聲音,進而創造一處可以參與討論的公共空間,共同思考謠言是什麼、怎麼跟謠言對話。

和時間賽跑 艱辛的闢謠之路

不過該計畫也有艱辛之處,由於需仰賴大量人力進行事實查核,Cofacts 經常面臨闢謠速度趕不上謠言散播的問題。根據統計,Cofacts 的 LINE 目前有 42 萬名好友,過去 10 週每週傳來約 650 則新謠言;目前登記的編輯志工大約有 2,600 多人,但每週會固定回應訊息者只有 20 人上下,平均澄清一則謠言要花 20 至 30 分鐘。

李梅君分享實際參與事實查核的心得:「一開始你可能很熱血地上線回應訊息,但回應了一、二天後,可能會逐漸失去參與感,畢竟你只是一個沒支薪的志工,而且很多謠言看了又很令人痛苦,還要耐著性子花 30 分鐘回應。」

因此,為了維持志工夥伴的參與熱情,Cofacts 每個月都會辦一次聚會,藉由分組競賽活動,讓志工們培養共同打怪的向心力,也可相互交流查核經驗、結交志同道合的朋友。

李梅君分享實際參與 Cofacts 事實查核的心得,編輯志工透過每月聚會維繫共同打怪的向心力。
圖/研之有物

至於使用 Cofacts 釐清謠言的民眾又有何回饋呢?李梅君聽過一些年輕志工分享參與事實查核的原因,主要是想透過 Cofacts 的第三方資訊與長輩對話。雖然不確定長輩能否接受,卻可盡量避免家人之間發生正面衝突。

根據李梅君的觀察,在政治議題上,純粹處理謠言無法真正化解世代衝突,因為謠言只是表現形式之一,背後牽涉每個人不同的價值觀與政治立場,需仰賴更多對話空間的產生。

不過,在疫情期間,與防疫相關的健康資訊則明顯受到不同世代的共同關注,Cofacts 的使用人數因此大幅成長,其中增加最多的就是 50 歲以上的使用者。因為健康資訊較不受政治立場影響,再加上全民必須共同面對疫情威脅,世代衝突的問題自然較少。

公民團體的辛勤奔走 努力提升全民媒體素養才是真正的關鍵

ChatGPT 等生成式 AI 問世後,未來可能會出現更多人為操作的假圖文,或是誤信 AI 偏差回覆等狀況。面對上述危機,李梅君認為:

應對關鍵在於,大眾是否具備足夠的「媒體素養」與「思辨能力」去判讀網路訊息。

可惜這在我們過去的教育裡並不受重視,直到近幾年教育部才開始在 108 課綱下推動「媒體素養教育」,要求在不同年級與學科中融入媒體素養課程。例如資訊課會介紹社群媒體用演算法投放廣告的邏輯;理化課會教學生分辨並思考「偽科學」的成因;國文課則透過閱讀不同文本培養思辨能力。

然而,社會上多數人沒有上過相關課程,很多還是不太熟悉數位工具的長輩,幸好現在有 Cofacts 以及多家臺灣公民團體在做媒體素養教育。他們主動走進長輩的生活圈,教長輩怎麼使用手機、如何確認訊息真假,甚至鼓勵長輩善用發早安圖的習慣,成為謠言破除推手。

李梅君目前的研究正在觀察這些公民團體怎麼採取行動。例如 NGO 組織「假新聞清潔劑」會前進廟口、菜市場或老人服務中心等長輩聚集地,舉辦街頭宣講活動。在宣講過程中,一開始不會直接跟長輩講假訊息,因為假訊息在臺灣的脈絡裡很容易被導向敏感的政治議題,誤以為要聊網軍。

因此,宣講的切入點通常會先問長輩是不是常收到詐騙訊息?接著,志工會分享一些受騙案例,例如有人買了網路一頁式廣告的保養品,結果臉爛掉;或是吃了來路不明的保健食品,最後弄壞身體。藉由生活化、無政治立場、令人感同身受的案例,讓長輩意識到學會辨別訊息真假很重要!

另一個事實查核的組織「MyGoPen|麥擱騙」會製作一則則精美的謠言澄清圖文,吸引長輩像發早安圖一樣,將這些闢謠圖文大量轉發到各個群組。如此一來,長輩本身既可釐清謠言,還可幫助更多長輩遠離詐騙,更證明自己擁有不輸給年輕人的知識與能力。

「MyGoPen/麥擱騙」製作的謠言澄清圖文,網站上也有詳細的澄清說明與參考資料
圖/截圖自 MyGoPen 群組

「我覺得這是很令人感動的事情,因為這個題目很難,可是有很多人願意用不同的角度去介入,而且大部分都是志工。」李梅君有感而發的說。

臺灣長期被國際視為境外假訊息泛濫的國度,如今一個提升全民媒體素養的生態圈正在形成,因假訊息而延伸出的世代衝突問題有待長時間相互理解溝通,但公民社群的力量讓人們看見改變的契機。

李梅君有感而發的談到,過去很多國際友人將臺灣視為一處被假訊息攻擊很嚴重的地方,現在我們已發展出一個應對的生態圈,國際上越來越多人來跟臺灣學習!圖/研之有物

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研之有物│中央研究院_96
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研之有物,取諧音自「言之有物」,出處為《周易·家人》:「君子以言有物而行有恆」。探索具體研究案例、直擊研究員生活,成為串聯您與中研院的橋梁,通往博大精深的知識世界。 網頁:研之有物 臉書:研之有物@Facebook

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人造腦挑戰 AI!培養皿中的腦組織+腦機介面能打敗電腦嗎?
PanSci_96
・2023/05/27 ・3178字 ・閱讀時間約 6 分鐘

2023 年 2 月底, 約翰霍普金斯大學教授 Thomas Hartung 帶領研究團隊,發表了「類器官智慧」(Organoid intelligence , OI)的研究成果,希望利用腦類器官加上腦機介面,打造全新的生物計算技術。

我們終於要製造人工大腦了嗎?OI 和 AI,誰會成為未來主宰?

類器官智慧 OI 是什麼?目標為何?

2023 年的現在,AI 就已展現了不少驚人的實際成果;相較之下, OI 仍只是一個剛起步的計畫,甚至連名稱都與 2018 年美國《自然—物理學》期刊專欄作家、物理學家布坎南以 Organoids of intelligence 作為標題的文章幾乎一樣。

類器官智慧、Organoid intelligence、OI 是個很新的跨領域名詞,同時結合了「腦類器官」和「腦機介面」兩個領域的技術。

簡單來說,腦類器官就是指透過培養或誘導多能幹細胞(iPSCs),在模擬體內環境的旋轉生物反應器中,產生的腦組織。這項聽起來好像只會出現在科幻電影裡的技術,確實已經存在。

最早的腦類器官是在 2007 年,日本 RIKEN 腦研究所的笹井芳樹和渡辺毅一的研究團隊,成功從人類胚胎幹細胞培養出前腦組織。第一個具有不同腦區的 3D 腦類器官則是發表在 2013 年的《Nature》期刊,由奧地利分子技術研究所的尤爾根.科布利希和瑪德琳.蘭開斯特研究團隊成功建立。

腦類器官的出現,在生物與醫學研究中有重大意義,這代表未來科學家們若需要進行大腦相關的研究,再也不用犧牲實驗動物或解剖大體老師來取得人類大腦,只需要在培養皿就製造出我們要的大腦即可。

儘管培養皿上的組織確實是大腦組織,但不論是在大小、功能,以及解剖構造上,至今的結果仍遠遠不及我們自然發育形成的大腦。因此要達到 OI 所需要的「智慧水準」,我們必須擴大現有的腦類器官,讓他成為一個更複雜、更耐久的 3D 結構。

要達到 OI 所需的「智慧水準」,必須擴大現有的腦類器官,成為一個更複雜的 3D 結構。圖/GIPHY

而這個大腦也必須含有與學習有關的細胞和基因,並讓這些細胞和 AI 以及機器學習系統相連接。透過新的模型、演算法以及腦機介面技術,最終我們將能了解腦類器官是如何學習、計算、處理,以及儲存。

OI 是 AI 的一種嗎?

OI 能不能算是 AI 的一種呢?可說是,也不是。

AI 的 A 指的是 Artificial,原則上只要是人為製造的智慧,都可以稱為 AI。OI 是透過人為培養的生物神經細胞所產生的智慧,所以可以說 OI 算是 AI 的一種。

但有一派的人不這麼認為。由於目前 AI 的開發都是透過數位電腦,因此普遍將 AI 看做數位電腦產生的智慧—— AI 和 OI 就好比數位對上生物,電腦對上人腦。

OI 有機會取代 AI ?它的優勢是什麼?

至於為何電腦運算的準確度和運算速度遠遠高於人腦,最主要原因是電腦的設計具有目的性,就是要做快速且準確的線性運算。反之,大腦神經迴路是網狀、活的連結。

人類本身的基因組成以及每天接收的環境刺激,不斷地改變著大腦,每一分每一秒,我們的神經迴路都和之前的狀態不一樣,所以即使就單一的運算速度比不上電腦,但人腦卻有著更高學習的效率、可延展性和能源使用效率。在學習一個相同的新任務時,電腦甚至需要消耗比人類多 100 億倍的能量才能完成。

神經網路接受著不同刺激。圖/GIPHY

這樣看來,至少 OI 在硬體的效率與耗能上有著更高優勢,若能結合 AI 與 OI 優點,把 AI 的軟體搭載到 OI 的硬體上,打造完美的運算系統似乎不是夢想。

但是 OI 的發展已經到達哪裡,我們還離這目標多遠呢?

OI 可能面臨的阻礙及目前的發展

去年底,澳洲腦科學公司 Cortical Labs 的布雷特.卡根(Brett Kagan)帶領研究團隊,做出了會玩古早電子遊戲《乓》(Pong)的培養皿大腦—— DishBrain。這個由 80 萬個細胞組成,與熊蜂腦神經元數量相近的 DishBrain,對比於傳統的 AI 需要花超過 90 分鐘才能學會,它在短短 5 分鐘內就能掌握玩法,能量的消耗也較少。

現階段約翰霍普金斯動物替代中心等機構,其實只能生產出直徑大小約 500 微米,也就是大約一粒鹽巴大小的尺寸的腦類器官。當然,這樣的大小就含有約 10 萬個細胞數目,已經非常驚人。雖然有其他研究團隊已能透過超過 1 年的培養時間做出直徑 3~5 毫米的腦類器官,但離目標細胞數目 1000 萬的腦類器官還有一段距離。

為了實現 OI 的目標,培養更大的 3D 腦類器官是首要任務。

OI 的改良及多方整合

腦類器官畢竟還是個生物組織,卻不像生物大腦有著血管系統,能進行氧氣、養分、生長因子的灌流並移除代謝的廢物,因此還需要有更完善的微流體灌流系統來支持腦類器官樣本的擴展性和長期穩定狀態。

在培養完成腦類器官以及確定能使其長期存活後,最重要的就是進行腦器官訊息輸入以及反應輸出的數據分析,如此我們才能得知腦類器官如何進行生物計算。

受到腦波圖(EEG)紀錄的啟發,研究團隊將研發專屬腦類器官的 3D 微電極陣列(MEA),如此能以類似頭戴腦波電極帽的方式,把整個腦類器官用具彈性且柔軟的外殼包覆,並用高解析度和高信噪比的方式進行大規模表面刺激與紀錄。

研究團隊受腦波圖(EEG)紀錄的啟發。圖/Envato Elements

若想要進一步更透徹地分析腦類器官的訊號,表面紀錄是遠遠不夠的。因此,傷害最小化的的侵入式紀錄來獲取更高解析度的電生理訊號是非常重要的。研究團隊將使用專門為活體實驗動物使用的矽探針Neuropixels,進一步改良成類腦器官專用且能靈活使用的裝置。

正所謂取長補短,欲成就 OI,AI 的使用和貢獻一點也不可少。

下一步,團隊會將進行腦機介面,在這邊植入的腦則不再是人類大腦,而是腦類器官。透過 AI 以及機器學習來找到腦類器官是如何形成學習記憶,產生智慧。過程中由於數據資料將會非常的龐大,大數據的分析也是無可避免。

隨著 AI 快速發展的趨勢,OI 的網路聲量提升不少,或許將有機會獲得更多的關注與研究補助經費,加速研究進度。更有趣的是,不僅有一批人希望讓 AI 更像人腦,也有另一批人想要讓 OI 更像電腦。

生物、機械與 AI 的界線似乎會變得越來越模糊。

OI=創造「生命」?

生物、機械與 AI 的界線越來越模糊。圖/Envato Elements

講到這裡,不免讓人擔心,若有一天 OI 真的產生智慧,我們是否就等於憑空創造出了某種「生命」?這勢必將引發複雜的道德倫理問題。

雖然研究團隊也強調, OI 的目標並不是重新創造人類的意識,而是研究與學習、認知和計算相關的功能,但「意識究竟是什麼」,這個哲學思辨至今都還未有結論。

到底懂得「學習」、「計算」的有機體能算是有意識嗎?如果將視覺腦機介面裝在 OI 上,它是否會發現自己是受困於培養皿上,被科學家們宰割的生物計算機?

不過這些問題不僅僅是 OI 該擔心的問題,隨著人工智慧的發展,GPT、Bing 和其他由矽構成的金屬智慧,隨著通過一個又一個智力、能力測試,也終將面臨相應的哲學與倫理問題。

最後,Neuralink 的執行長馬斯克說過(對,又是他 XD),人類要不被 AI 拋下,或許就得靠生物晶片、生物技術來強化自己。面對現在人工智慧、機械改造、生物晶片各種選擇擺在眼前,未來你想以什麼樣的型態生活呢?

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