支持者表示,提取并利用大脑数据会使员工更快乐、更高效。

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一名男子戴着脑电图耳机,注视着电脑屏幕

准备好了吗?神经技术即将进入职场。如今,神经传感器已经足够可靠,而且价格合理,因此可为某些商业试点项目提供支持,如从员工大脑中提取提高生产力的数据的项目。这些项目并不局限于特定的工作场所,涉及办公室、工厂、农场和机场等。这些神经技术设备背后的公司和人员坚信,它们将会改善我们的生活。但是,工作是否应该围绕大脑的某些功能,而不是整个人来展开,这都是必须认真对待的问题。

需要明确的是,目前可用的神经技术还远没有达到读心的程度。传感器能够探测大脑不同区域的电活动,而这种活动的模式可能与不同的感觉或生理反应密切相关,如压力、注意力或对外部刺激的反应。这些数据可用于提高员工的工作效率,而且,该项技术的支持者表示,它们还可以让员工更愉悦。在这一领域,有两家创新公司尤为令人关注:以色列初创公司InnerEye和硅谷神经技术公司Emotiv。前者旨在为员工提供“超人”能力,后者正在为包括远程工作人员在内的办公人员提供可穿戴大脑追踪设备。

这些公司所依赖的基本技术并不新鲜:脑电图(EEG)诞生至今已经有大约一个世纪,如今已广泛用于医学和神经科学研究。在这些应用中,受试者的头皮可能会有多达256个涂有导电凝胶的电极与之连接,以记录来自大脑不同部位的神经元的电信号。电极(或称为“通道”)越多,意味着医生和科学家在读数中获得的空间分辨率越高,从而可以更准确地分辨出哪些神经元与哪些电信号有关。

新消息是脑电图最近已走出诊所和实验室,进入了消费者市场。这一转变得益于一种新型的“干式”电极,它可以在不使用导电凝胶的情况下工作,从而大大减少收集有用数据所需的电极数量。此外,人工智能的进步也使得数据的解析工作变得容易得多。消费者甚至可以直接花数百美元购买脑电图头戴设备。

虽然公众可能对此一无所知,但专家们表示,神经技术已臻于成熟,可以商业应用。“这不是科幻小说,”美国乔治城大学医学中心神经伦理学研究负责人詹姆斯 · 吉奥达诺(James Giordano)说,“这是非常真实的。”

在以色列赫兹利亚的一间办公室里,谢尔盖 · 维斯曼(Sergey Vaisman)坐在一台电脑前。他放松而专注,一言不发,一动不动,完全没有因为戴着七通道脑电图头戴设备而分心。在电脑屏幕上,图像以每秒?3?张的速度一张接一张迅速出现和消失。我们可以判断出它们来自机场的X射线扫描仪。除了对幽灵般的提包和里面装的东西有短暂印象之外,基本上不可能看到任何其他东西了。

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InnerEye的图像分类系统为熟练员工的大脑提供了一条捷径,使其能够高速运行。由于熟练员工专注于连续的图像流(每秒3到10张图像,视复杂程度而定),使用InnerEye软件的商用脑电图系统可以区分熟练员工的大脑在识别目标时产生的特征响应。在本例中,目标是手提箱X光图像中的武器,代表机场安检应用

“我们的大脑是一台神奇的机器。”当图像流结束时,维斯曼告诉我们。屏幕上现在显示的是一本X射线图像精选相册,这些照片刚刚被维斯曼的大脑标记,其中大部分被发现藏有枪支。当每秒钟有三张图像掠过时,没有人能够有意识地在杂乱无章的提包里识别和标记枪支,但维斯曼的大脑无需采取任何行动,就可以通过潜意识完成这些工作。大脑处理视觉图像的速度非常快。维斯曼介绍说,要确定在这样的复杂图像中是否藏有枪支,大脑只需用300毫秒就能做出决策。

决策过程之后的认知和运动过程,即计划如何做出响应以及执行该响应(如发出命令或按下按钮),则需要更长时间。如果你可以跳过这些计划和执行阶段,利用脑电图来直接访问大脑的视觉处理和决策系统的输出,那就可以更快地执行图像识别任务。用户不再需要积极地思考:对于熟练员工来说,仅凭转瞬即逝的第一印象,他们的大脑就足以准确地确定图像中的内容。

InnerEye是一家初创公司,总部位于以色列。该公司使用深度学习将脑电图信号划分为指示“目标”和“非目标”的响应。目标可以是训练有素的人脑能识别出的任何东西。除了开发安检系统,InnerEye还与医生合作,通过医学图像发现肿瘤,帮助农民识别患病作物,协同制造专家发现产品缺陷。在简单的任务中,InnerEye发现,我们的大脑每秒钟可以识别10张图像。InnerEye公司的研发副总裁维斯曼表示,该公司的系统得到的结果与人在手动识别和标记图像时得到的结果一样准确——但InnerEye仅需使用脑电图作为通往人脑的捷径,从而大大加快了这一过程。

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虽然采用InnerEye技术不需要积极的决策,但它的确需要训练并保持专注。用户必须是完成这项任务的专家,在识别特定类型的目标方面受过良好训练,无论该目标是枪支还是肿瘤。他们还必须密切注意所看到的东西,而不能走神,因为图像一闪而过。InnerEye系统还能够非常精确地对注意力进行评估。如果用户眨眼或暂时无法集中注意力,系统都会检测到,并将错过的图像重新展示。

在对可能有不同解释的数据进行分类时,有人脑参与尤为重要。例如,训练有素的图像分类器能够以合理的精度确定行李箱的X射线图像是否显示枪支,但如果你想确定X射线图像中是否显示了其他可疑的东西,则需要人类的经验。人们能够检测到一些不寻常的东西,即使他们并不知道它是什么。

“我们可以在脑电波中看到这种不确定性。”InnerEye创始人兼首席技术官阿米尔 · 盖瓦(Amir Geva)说,“我们知道他们什么时候没有把握。”人类具有独特的识别新奇事物并将其情境化的能力,这是InnerEye系统相较于人工智能图像分类器具有的一大显著优势。InnerEye随后将这种细微差异应用于其人工智能模型中。盖瓦说:“当人类不确定时,我们可以告诉人工智能系统保持不确定性,这比让人工智能系统只学会1或0更好。我们需要将人类的专业知识与人工智能相结合。”InnerEye系统能够实现这一结合,因为每一幅图像都可以通过计算机视觉和人脑进行分类。

该公司声称,使用InnerEye系统对其用户来说是一种积极的体验。维斯曼说:“当新用户第一次使用我们的系统时,会有点不知所措。但使用一两次后,他们就会习惯,并开始喜欢上它。”盖瓦表示,一些用户确实觉得在长达20分钟的会话中一直保持专注很有挑战性,但一旦他们习惯了以每秒三张图像的速度工作,即使是每秒两张图像也会觉得“太慢”。

在安检工作中,每秒拍摄三张图像大约比熟练员工手动拍摄的速度快一个数量级。InnerEye表示,采用他们的系统,可以用更少的人处理更多的数据——只需两名熟练员工便可同时监控15台安全扫描仪,同时由人工智能图像识别系统利用人脑输出进行训练。

InnerEye目前正在与世界各地的机场合作开展试点项目。它并不是唯一一家致力于将神经技术引入工作场所的公司。

大脑跟踪技术如何工作

在工作效率和幸福感的神经监测方面,总部位于旧金山的Emotiv公司敢为人先。自2011年前成立以来,Emotiv已经发布了三款轻质脑部扫描头戴设备。到目前为止,该公司主要将硬件出售给神经科学家,其副业则面向大脑控制应用程序或游戏的开发人员。Emotiv在2021年才开始将其技术作为企业解决方案进行宣传,当时它发布了第四款MN8系统,该系统将大脑扫描传感器内置于一对精心制作的蓝牙耳机中。

Emotiv首席执行官和联合创始人谭乐将神经技术视为可穿戴设备的下一个趋势,认为这是人们获得心理状态的客观“大脑指标”的一种方式,使他们能够追踪和了解自己的认知和心理健康状况。她说:“我认为有理由想象,五年后,这种大脑追踪技术将会无处不在。”当公司使用MN8系统时,员工可以了解自己的注意力和压力水平,管理者则可以获取有关团队的汇总数据和匿名数据。

Emotiv将其企业技术引入了一个正在激烈辩论职场未来的世界。疫情暴发后,员工与雇主就重返办公室计划发生争执,公司越来越多地利用软件“Bossware”来监测员工——无论是固定员工还是临时工,在办公室工作还是远程工作。谭乐表示,Emotiv意识到这些趋势,并在推出新设备时谨慎选择与哪些公司合作。她说:“我们并没有忽视这项技术的潜在风险。因此,我们非常清楚,要选择那些希望以负责任的方式引进该技术的合作伙伴,他们必须真正有意愿为员工提供帮助,提高他们的工作效率。”

全球房地产服务公司仲量联行(JLL)顾问李 · 丹尼尔斯(Lee Daniels)最近与许多高管进行了交谈。“他们很担心,”丹尼尔斯说,“返回办公室工作的员工并不像最初预期的那样多——混合工作模式将继续存在,而且非常复杂。”高管们找到丹尼尔斯,询问如何管理混合型员工团队。“这正是神经科学的用武之地。”他说。

丹尼尔斯说,Emotiv已经与仲量联行合作,后者已经开始使用MN8耳塞来帮助客户收集“真正的科学数据”,包括员工的注意力和压力,以及这些因素如何影响工作效率和幸福感。仲量联行目前正在使用MN8系统进行短期实验,以跟踪员工对新的协作工具和各种工作环境的反应。例如,雇主可以比较办公室工作和远程工作的员工的工作效率。

Emotiv首席技术官杰夫 · 麦凯勒(Geoff Mackellar)认为,新的MN8系统将会取得成功,因为它既轻便又舒适,而且用户还可以用这款多功能耳塞听音乐、接听电话。但它们也有缺点——只提供两个通道的大脑数据。麦凯勒介绍说,当公司第一次考虑这个项目时,他的工程团队先查看了在过去十年中从Emotiv的其他耳机中收集到的丰富数据集。该公司声称,学术人员已经利用Emotiv技术进行了4 000多项研究。Emotiv 从具有 5个、14 个或 32 个通道的耳机收集的宝贵数据中,分离出这款耳机的两个通道可以接收到的数据。麦凯勒说:“很明显,这两个传感器中的信息较少,但我们能够提取出很多相关的信息。”

Emotiv的工程师有了硬件原型之后,就让志愿者同时佩戴耳塞和一个14通道的耳机。通过同时记录来自这两个系统的数据,工程师们训练了一种机器学习算法,从相对较少的MN8数据中识别出注意力和认知压力的特征。麦凯勒说,与注意力和压力相关的大脑信号已经得到了充分研究,而且相对容易追踪。虽然诸如交谈和走动等日常活动也会记录在脑电图上,但Emotiv软件会过滤掉这些活动。

与MN8耳塞配对的应用程序不会显示原始的脑电图数据,但会对这些数据进行处理,并向员工展示与他们个人表现相关的两个简单指标。波浪线表示员工在执行任务时注意力的起伏——专注的程度以及他们在切换任务或分心时注意力的下降。另一条线显示的则是他们的认知压力。短暂的压力会给人以激励,但若压力太大且持续的时间太长,则会影响工作效率和幸福感。为此,MN8系统有时会建议员工稍事休息。员工们可以进行自测,看看什么样的休息活动最有利于帮助自己恢复情绪和注意力——也许是散步、喝咖啡或者与同事闲聊。

神经伦理学家对职场神经技术的看法

MN8用户可以轻松存取自己大脑中的数据,但雇主却看不到员工个人的大脑数据。他们会收到汇总数据,以了解团队或部门的注意力和压力水平。例如,通过这些数据,公司可以看到,他们的员工在哪一天、哪个时间段工作效率最高,或者重大公告如何影响员工的整体压力水平。

Emotiv强调将数据匿名化处理的重要性,因为这样可以保护个人隐私,并防止人们凭借大脑指标而得到提拔或遭到解雇。“这些数据属于用户本人,”谭乐说道,“在与雇主分享时,你必须确保副本处于匿名状态。”如果一个群体太小,无法做到真正匿名,该系统将不会与雇主分享这些数据。她还预测,该设备只有在员工选择使用时才会用到——例如,可能作为员工健康计划的一部分,而该计划为定期使用MN8系统的员工提供医疗保险折扣。

然而,员工可能仍然担心雇主会以某种方式利用这些数据来对付他们。神经伦理学研究所创始人凯伦 · 罗梅尔芬格(Karen Rommelfanger)也表达了同样的担忧。她说:“我认为雇主对使用这类技术会很感兴趣,但不知道员工是否同样怀有浓厚的兴趣。”

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Emotiv的MN8耳塞收集两个通道的脑电图数据。这种耳塞也可以用于打电话和听音乐

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Emotiv神经技术体验Emotiv的MN8系统使用耳塞来捕获两个通道的脑电图数据,该公司的专有算法会从这些数据中获得注意力和认知压力的绩效指标。从原始脑电图信号(上)中得出结论非常困难,尤其是只有两个通道的数据。MN8系统依赖于Emotiv开发的机器学习模型,而该模型通过使用其早期配有更多电极的耳机收集的十年数据开发而成。为了确定员工的注意力和认知压力水平,MN8系统使用了各种分析方法。中间的柱状图显示,当员工的专注度高、认知压力低时,低频范围(θ和α)的活动增加;当员工的专注度低、认知压力高时,在高频率范围(β和γ)有更多的活动。这一分析和其他许多分析都为模型提供了依据,成为员工注意力和认知压力的简化指标(下)

这一工具是否能很快得到普及?她和乔治城大学的吉奥达诺对此都心存疑虑。吉奥达诺认为,员工们将会在隐私和员工权利等问题上进行“抵制”。即便技术供应商和部署该技术的公司会采取负责任的做法,他估计也会有人提出关于谁拥有这些大脑数据以及如何使用这些数据的问题。他说:“必须及早并明确地解决人们所感知到的威胁。”

吉奥达诺表示,他预计美国和一些国家的员工会反对常规的脑部扫描。大脑监测设备将率先真正应用于工业领域,在工业环境中,即便是短时间内未能保持专注,都有可能导致工伤事故,破坏公司底线。吉奥达诺说:“在一些职业安全准则指导下,大脑监测设备可能会非常有效。不难想象,经营卡车运输、建筑、仓储等业务的公司会使用这类设备。事实上,至少有一种这样的产品,即测量疲劳程度的脑电图头戴设备,已经进军卡车司机和矿工市场。”

吉奥达诺说,将大脑追踪设备用于安全和健康项目,在任何工作场所都可能导致“滑坡效应”。即使一家公司最初关注员工的福祉,它也可能很快就会找到诸如MN8等设备提供的工作效率和绩效指标的其他用途。他说:“除非将这些指标标准化,然后使其具有比对功能,否则这些指标将毫无意义。”

罗梅尔芬格补充道,没有人能预见职场神经技术将会如何发展。她认为,大多数研发神经技术的公司还没有为他们正在创建的社会做好准备。“他们还不知道神经技术的潜能在哪里。”

资料来源 IEEE Spectrum