客观日本

自由自在地使用机械增强的能力,创造一个人人都可以活跃的社会(上)

2022年09月26日 科学家访谈
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稻见 昌彦
东京大学 校长特任助理兼先端科学技术研究中心 身体信息学领域 教授
2017年就任ERATO稻见自在化身体项目研究总括

【OVERVIEW】随着物理空间与网络空间相互融合的超智能社会的即将到来,东京大学先端科学技术研究中心的稻见昌彦教授提出了“自在化身体”的概念,即人们可以像使用自己的身体一样自由操控由机械扩展的能力。其目标是实现人与机械无缝连接的“人机一体”,超越人类与生俱来的身体极限,获得自己所期望的能力,创造一个人人都可以利用虚拟替身大展身手的社会。

网络空间细分化
向“多元宇宙”发展

新冠疫情的蔓延促进了居家办公和线上会议等非面对面交流方式在社会上的迅速普及。计算机网络中的三维空间“元宇宙”已经不再是科幻世界中的场景。线上会议无需与对方共享物理空间,无论身在何处,只要进入元宇宙还可以利用“替身”在网络空间中遨游。

这种信息技术的惊人发展帮助我们的身体摆脱了部分物理限制,但同时也让我们更容易认识到真实交流的价值。例如,很多人都感到面对面的会议讨论更加活跃。对于习惯于利用自己的身体与他人面对面交流的我们而言,线上交流很难与线下交流达到相同的效果。

今后,伴随着超智能社会的到来,网络中的活动一定会出现飞跃性的增加。虽然现在元宇宙中的经济活动已经越来越活跃,但未来网络空间会变得更加壮大,甚至会出现在元宇宙中就职工作等将活动的重心放在网络空间的人。通过网络,更加便捷且便利地使用、功能更强大的机器也将变得比以往更加普遍。

“现在人们还以对立的目光看待物理空间和网络空间,但网络空间的便利性已经让人们无法割舍。就像有很多国家一样,元宇宙也可能细分为游戏和交流等多属性的‘多元宇宙’”。对未来社会做出如此展望的,是东京大学先端科学技术研究中心的稻见昌彦教授。

如果技术再进步一些,人们即使生活在一个网络空间上也能感觉像在现实世界一样逼真的话,可能就会有人产生想同时存在于不同空间的需求,并觉得只有一个身体是不够的。“比如当日程发生冲突,我也会认为如果能同时在线参加两场会议那该是多么地便利。如果能理解不同会议的内容,抓住要点进行发言,那就太理想了。”(稻见昌彦教授)

无论未来信息世界如何扩大,人的身体与现在相比不会发生变化,人类还不习惯于同时在多个场所活动。要想实现人类与机械无缝连接的社会,必须探索人类的身体性质。基于对这个问题的认识,稻见教授率领的ERATO“稻见自在化身体项目”正在尝试确立构建可以适应超智能社会的“自在化身体”基础技术(图1)。

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图1:研究项目概要
为了确立可适应超智能社会的“自在化身体”的技术基础,将推进利用VR、人类辅助机器人、可穿戴计算和脑功能成像等技术的研究开发,以应用于社会为前提进行验证。

扩张身体功能的同时
拓展感官和意识

稻见教授的专业领域是“身体信息学”。虽然此前也有从生理学和运动机能的角度理解身体,从脑科学的角度来解释信息的研究,但稻见教授把内心作为身体的信息部分,将其理解成为更宽广的信息系统。“肉体可以通过物理和生理学等来了解,但自己的身体是什么形状以及如何学习动作等‘身体性质’可以认为是信息”(稻见教授)。基于这种想法,ERATO在研究身体性质的编辑和变化的同时,还广泛研究了通过掌握这些信息时可以实现的事情。

身体性质的编辑和改变,换个说法就是“人体扩张”。例如,可以使出现实的身体难以产生的巨大力量,一个人操控两个人的身体,以及多人操作一个身体等。稻见教授将人体的扩张类型分为以下5种:①感觉的强化(超感官)、②物理身体的强化(超身体)、③身心的分离设计(灵魂出窍、变身)、④分身、⑤合体,通过在一定程度上独立设计身体的肉体部分及其内在的心灵部分,可实现变身、分身和合体等能力。

身体的“自在化”在工学上主要分为创造人的替代品和对人进行支援两大潮流。创造代替人打扫卫生或者做危险工作等的人体替代机器人技术可以称为“自动化”。不过,并不是所有事情都可以自动化,比如机器人代替自己去游乐场玩耍并不会让人感到开心。换句话说,自动化适合用来取代人不想做或者不必做的事情。稻见教授说:“为了能做自己想做的事,通过接受来自机械增强的能力支援,而且能像自己的身体一样自由操控这个能力非常重要。我们将其称为身体的‘自在化’。”

稻见教授认为“人体扩张”的目标,并不仅仅是远程发挥强大的力量,而是与扩张后的身体一起拓展感官和意识,像使用自己的身体一样使用佩戴在身上的机械。当然,佩戴机械后可能无法立即就自由操控机械。如同骑士与马融为一体时获得的“人马一体”的爽快和乐趣那样,通过“人机一体”也一定能获得同样的新感觉,这正是“人体扩张”瞄准的目标。

此外,人机一体只有在网络空间与物理空间无缝连接的情况下才能实现。能将大脑与现实世界自然地连接起来的正是人体本身,但现在还不清楚人能否真的将机械和网络空间中的存在视为自己的身体。因此,稻见教授的团队首先从了解人能否将扩张的身体视为自己身体的一部分,以及能否按照自己的意愿操纵它的角度开始研究。

从工学到心理学和脑科学
融合不同领域创造成果

就像我们做到了以前做不到的事时会感到高兴一样,身体的变化也会让人心动。要想操控扩张后的身体,人类在意识上认同机械将是关键。因此,研究项目不仅设定了工学领域的课题,还设定了心理学和脑科学等领域的研究课题。参加项目的有东京大学、早稻田大学、庆应义塾大学、丰桥技术科学大学、电气通信大学、法国国立科学研究中心和JIZAIE公司(东京都新宿区)7个基地。研究人员根据研究课题分为五个团队,并跨基地开展研究。

五个团队之一的“自在化身体构建团队”由研究在物理空间实现自在化的成员构成。负责研发虚拟现实、增强现实、可穿戴技术、机器人技术、远程操控和机器学习等技术的人体扩张以及其社会应用。“认知心理与行为团队”负责根据认知心理学验证由身体的自在化带来的心理和行为上的变化,并分析人类的认知、行为和生理反应。“系统智能与神经机理团队”负责分析支撑自在化身体的神经构造、明确经过编辑的身体性能是如何表现在神经系统中的,在感官与运动关联性的最优化的基础上提高可操控性。

“虚拟身体构建团队”的目标是,开发在虚拟环境中自由操控身体的基础技术,以及根据用户的实际身体信息在虚拟环境中实现操作共享身体。目前正在研究一个人操控多个虚拟替身时、以及多个人操控一个身体时会发生什么。“自在化身体调查研究团队”负责通过实地调查、案例研究和市场调查等,了解社会对自在化身体的需求以及应用于社会的可能性。

从众多领域广泛征集适合该项目的研究人员并非易事,所以稻见教授尤其重视的是不同领域的相互融合。“与拥有不同研究文化和研究语言的其他领域相互融合一开始可能并不顺利,但在这个项目中成长起来的年轻研究人员已经是能够理解多种研究背景的‘多面手’。可以说,这种做法还有助于培养出引领下一次创新的人才。”

其实稻见教授本人一直到硕士都在攻读生物工学专业,研究生物传感器,直到读博士时才转到了工学领域,开始研究当时还是新领域的VR,可谓是一位从年轻时代就开始实践了跨领域融合的“双面手”。所以由他领导的探索人类身体与意识之间关系的项目,开辟新的研究领域也是必然的结果。(未完待续)(TEXT:樱井裕子,PHOTO:石原秀树)

日语原文

原文:JSTnews 8月号
翻译编辑:JST客观日本编辑部