万物互联与信任机制


 传统互联网是人与人连接的电子网络,人类越来越不满足于此,万物互联成为互联网业态升级的一个重要推动力。物联网是继计算机、互联网与移动通信网之后信息产业的第三次浪潮,被视为第四次工业革命的核心支撑。物联网(internet of things)可以简单理解成“物物相连的互联网”。因为人早已成为互联网的节点,所以说是万物相连更为准确。要达到这个理想境界,就需要用技术可靠地实现机器间的协调以及人机互动,人与人的合作。市场研究公司Gartner预测,2020 年物联网设备数量将达到200 亿台以上。实际进展可能要视一些阻碍物联网发展的重要问题的解决情况而定。

越来越多的设备将智能化嵌入到物中,使人们获得各式各样的知识产品和互联网服务,这种新的物联网范式可以用“行动者网络理论”进行阐释。该理论最初始于拉图尔的实验室研究,这项对具体科学与技术的描述性研究有别于传统的“单向度”认识,它将自然因素和社会因素都纳入到研究范围内。[1]在“行动者网络理论”中, “行动者”既可指代人,也可指代非人的力量。由行动者组成的网络强调过程和互动,通过“转译”把其他行动者也纳入到“行动者网络联盟”中;转译又通过以下方式实现:问题化(problematization)、权益化(interestement)、动员(mobilization)、招募(enrollment)。使用行动者网络的目的在于将人与非人的行动者、转义者等相关要素都纳入到具体科学的研究和实践当中,并赋予行动者以平等的地位。

在信息技术实践过程中,人们对于信息的获取、使用和交换则是在特定场域内由多个具有平等身份的行动者共同完成的,既包括信息道德主体,又包括计算机、物联网、微计算设备等新的构成要素。新的信息技术通过多重手段达到人与物相连、物与物相联,从而形成一个整体有机、高效智能的行动者网络。新的信息技术(特别是大数据技术和物联网技术)依托于多种信息传感设备对“物”进行智能化识别、定位、跟踪、监控和管理,通过多种技术手段和网络的转译实现人与物的“交流互动”,形成一个大范围、多关联、高效率的多元行动者网络。首先,新的信息技术在网络对象上体现为从人与信息互联到信息与信息互联的行动者网络,关于信息的获取需要借助传感器技术解决“物”的感应问题,从而将关联对象从互联网中的“信息”扩展到了物联网与现实世界中的“物”,并通过传感器检测到的信息进行特殊形式的信息输出,满足网络中关于信息的处理和应用问题。其次,新的信息技术在网络功能上体现为从跟踪物到管理物的产业链网络。通过网络的转译,既要在技术认识上通过射频识别等技术对“物”进行智能化识别、跟踪和定位,又要在技术实践过程中实现对“物”的智能化管理。再次,新的信息技术在网络的范围上体现为从人工物到自然物的扩展。多重“行动者”与他者是一种共生互存的关系,这种关系在新的信息技术条件下变得更为复杂,物一物、物一人、人一人等多元行动者在网络中进行互动和转译,一旦进入了多重网络空间,便会存在多种可能和多种不确定性,因而“行动者”要处理好自身与他者的关系。[2]

 

(一)机器互联的信任

要达到这个万物互联的理想目标,首先要突破各种机器互联、人机互联的技术障碍。不同工业设备之间的连接,是一个极其复杂的问题,各种不同时期,不同品牌,不同协议的工业设备,都有不同格式的数据通信协议。每家生产设备的企业,都是按照自己设备的功能需求第一优先来开发设备接口协议的,是否需要与其他企业的设备兼容,并不在首先考虑之列。若要上述设备彼此之间无障碍的通信对话,专家估计至少需要配置5000种以上的通信协议。而且这是一个漫长的沉淀与积累过程。之所以没有太多企业愿意把自己的研发知识、经验技巧以及产品的数字化模型,放在“别人家”的工业互联网平台上,主要原因是缺少信任保障。小企业担心技术诀窍泄露,大企业担心知识产权不保而干脆自己开发平台。企业对于研发、生产和经营数据的在工业互联网平台上的共享持相当保守的态度。[3]物联网最大的安全顾虑是非法设备侵入和隐私信息泄密。不法分子可能会攻击物联网上薄弱环节,比如家用联网电器,侵入物联网并盗取个人数据。运营商也有可能出于商业利益的考虑,对用户的隐私数据进行分析或出售,这些行为危害了物联网设备使用者的基本权利,导致使用者不愿意主动让设备接入物联网。

机器互联的信任问题可以溯源到最原始的商品经济是物物交换,当时的交易成本非常高,同时还需要面临较高的交易风险。科斯定理[4]有一种解释是:只要产权明确,如果交易费用为零,通过市场的交易活动和权利买卖者互定合约或“自愿协商”,都能达到资源的最佳配置。我们这里要讨论的是交易费用为零这个假设。解决交易(合作)双方之间缺乏了解和信任难题,可以利用区块链技术。作为一种“制造信任的机器”,区块链技术的实质是在信息不对称的情况下,无需相互担保信任或第三方(所谓的“中心”)核发信用证书,采用基于互联网大数据的加密算法创设的节点普遍通过即为成立的节点信任机制。

机器互联的关键障碍是建立上网节点之间的充分信任。区块链技术可以部分解决这个问题。任何机构和个人都可以作为节点参与,以区块为载体记录每个节点的商业活动,形成信任值。区块链中每一个交易动作都会在全网广播以供后续校验和验证。整个过程都不会涉及中心化的第三方,在某种意义上讲,区块就是每个节点从事某种商业活动的信任档案,而且这些都必须在全网公示,任何节点参与人都看得见,通过某种共识机制获得认可。理论上,当区块链的节点达到足够数量时,这种大众广泛参与的信任创设机制,就可以无需“中心”授权即可形成信任、达成和约、确立交易、自动公示、共同监督。

商业的基础是交易,交易的基础是信任,区块链技术可以让人类进入一个诚信被编码的时代,这大大降低了社会建立诚信体系的难度。诚信被编码到商业流程的每一环节中,它是分布式的,而不依赖于任何一个成员。参与者之间能够直接进行价值交换并可以期望另一方以诚信的方式行事。这种机械化的诚信机制和大量的诚信信息,解决了很多商业信任方面的顾虑,大幅降低了商业中的信任成本,无疑会大大拓展商业的边界和对社会生活的渗透深度。

随着物联网设备数量的增长,以传统的中心化模式进行管理存在安全隐患。解决物联网的信任和接入问题,可以利用区块链技术的加密思想,建立一套可信的加密系统,提高网络安全性能。区块链技术和物联网不仅具有天然的属性,而且能够降低成本。物联网和区块链技术的共同点是去中心化和分布式,这决定了物联网可以利用区块链技术实现真正的去中心化。物联网通过应用智能感知、识别技术等计算机技术,实现信息交换和通信,能满足区块链系统的部署和运营要求。物联网的应用系统中,如智能家居、智慧能源等可以通过设置恰当的智能合约,实现系统智能化服务。

物联网对系统安全性要求高,区块链通过非对称加密算法实现了信息加密和数字签名,利用私钥加密信息,公钥解密验证信息来源的真实性。区块链技术可以被使用于追踪设备的使用历史,它可以协调处理设备与设备之间的交易,该技术将通过提供设备与设备之间,设备与人之间进行数据交易而使物联网设备独立。当入网产品最终完成组装时,可以由制造商注册到通用的区块链里,标示着它生命周期的开始,一旦该产品售出,经销商可以把它注册到一个区域性的区块链上(社区、城市或国家),通过创建有形资产和匹配供给和需求,物联网将会创造一个新的市场。

区块链技术能够提升物联网的安全性。由于物联网感知设备有限的计算、存储能力,造成感知设备上难以应用复杂度较高、对节点性能要求较高的安全措施,被仿冒的风险较高。区块链的验证和共识机制有助于识别合法的物联网节点,避免非法或恶意的物联网节点或设备的接入。区块链的分布式、无中心化结构,以及对所有传输数据进行加密处理的方式,能够有效的解决隐私信息保护问题。利用区块链技术将集中式服务改为分布式服务,能够有效防范对关键核心网络基础设施的攻击。

区块链技术与物联网的结合,收益并非是单向的。区块链上的节点和互联网节点一样,无法确保收集的数据是否真实准确,这会大大影响区块链技术的应用效果。而物联网的节点采用的是传感设备,可以提高数据的准确性,然后按区块加密存储,并向整个网络广播,从而从收集到使用环节都保护了物联网数据的完整性、可靠性、及时性和准确性。不论是生产企业、经销商、零售商,还是监管部门均能对物联网各个节点的数据共享,有效地解决了数据可能在某一环节遭到篡改而造成整体数据失真问题。

(二)人机互联的伦理困境

人机互联的障碍更大,除了技术方面还未有成熟之外,人机互动带来了很多伦理问题。脑科学自20世纪以来突飞猛进,得益于以微观物理为基础的分子细胞学,脑科学已经下沉到电流、电波、磁场在大脑思考过程中的信号作用。现在,随着人工智能、纳米技术、脑机接口、生物等技术等推进,在带来科技福利的同时,也将引发一场新的社会变革的风暴。

人机互联涉及人类思维与机器之间的接口技术,以使人与智能机器的沟通成为可能。人类与智能机器的关系,既不是纯粹的利用关系,也不是对人的取代,而是一种共生性的伙伴关系。当一些国家逐渐进入老龄化社会之后,人与智能机器的接口技术可能有助于解决老年人护理难题,这将形成人与人工智能之间的新伦理。

脑机接口研究从20世纪70年代以来飞速发展,实验对象主要是哺乳动物和人,连接脑部的方式分为侵入式(有创)和非侵入式(无创)。脑机接口技术可能产生的一个主要伦理问题是如何避免拉大贫富在人体素质上的差距,不能出现富者变得愈聪明博学、健康,而贫者更加弱小乃至最终出现超级人类的结果。

脑机连接之间的正负反馈可能导致无法辨认谁是系统真正的主体,到底是人脑在控制机器,还是机器在控制人脑,脑机连接技术将大脑信号直接转化成机器行动,正常大脑会克制和犹豫,而机器却不会,因此可能造成冲突甚至犯罪。此时该由发出指令的人,还是机器制造商或者机器承担罪责呢?如果电信号逆向输入大脑,用于收集脑的电信号的芯片,通过柔软电路反向输出电信号给大脑各个功能区块,将会产生更多法律伦理以及社会治理问题。

 

案例  脑机相连

美国加州分子制造研究所的研究人员在最新一期《神经科学前沿》杂志上撰文介绍了一个名为“人脑/云界面系统”新研究项目,可以将纳米机器植入人体,实现与网络的实时连接。[5]文章声称:“这些纳米机器人设备可以在人类的脉管系统中识别方向,跨越血脑屏障,在脑细胞之间甚至脑细胞内部精确地自动定位。然后,它们会让加密信息在人脑和基于云的超级计算机网络之间无线传输,实时监控大脑状态并提取数据。” 努诺·马丁斯博士补充说:“‘人脑/云界面系统’由神经纳米机器人技术调节,可以使个体有能力在云端即刻获取人类积累的一切知识,从而大幅提高人类的学习能力和智力。”除此之外,该系统还有其他一些潜在应用,包括改善教育、智力、娱乐、旅行和其他互动体验的能力。研究人员表示,尽管还没有到准备进行大规模人类试验的阶段,但这项新生技术已经存在,并在较小规模上取得了成功。

“人脑/云界面系统”这一概念最早由未来学家雷·库茨韦尔提出。库茨韦尔认为10年内计算机会像人类一样聪明。而且,这一概念有可能使人类只要想到一个问题就会立刻得到解答,而不是用搜索引擎去查询。

脑机互联技术充满想象力和应用前景。比如,残障人士和老年人可以通过脑机连接自理生活需求,甚至一些残障儿童通过脑机控制技术学习一些技能,成年之后能够正常工作。如此一来,整个社会将不必再花费大量时间和资源用于照顾生活不能自理的人群,而残障人士也将不再依附他人独自生活。除了大脑端的输出指令,大脑还可以完成反向输入,从互联网上直接寻找数据信息,甚至下载相应的信息到大脑中,提高处理信息和学习新知识的能力,这同样具有无与伦比的想像空间。

《科学》杂志2019年披露了美国卡内基梅隆大学教授贺斌团队开发出了一种可与大脑无创连接的脑机接口,能让人用意念控制机器臂连续、快速运动。通过脑机接口,用户可以用想象来控制机械臂,让它连续跟踪随机运动的计算机光标,学习效果比以前提高了近60%,学习成绩提高了5倍以上。[6]而且,贺斌团队开发的这个脑机接口,还不需要在头上开洞植入电极和芯片,而是直接从人的头皮上获取神经信号,带顶“电极帽”就可以指挥外物,可以说是随带随取、人畜无害,普通人群也能用。脑机接口,一个最前沿的研究领域。它研究的是在人或动物脑(与外部设备间,建立的直接连接通路。

脑机接口技术正在一日千里地发展。人们已经开始攀登脑机接口四层金字塔,逐级“改造”人类,实现进化。

1、脑机接口第一层金字塔,修复:通过心念操纵机器,让机器替代人类身体的一些机能,修复残障人士的生理缺陷。2014年巴西世界杯开幕式,瘫痪的青年利亚诺·平托就是穿了这样庞大、笨重的外骨骼,通过脑机接口踢出了当年世界杯的第一球。

2、脑机接口第二层金字塔,改善:通过脑机接口,改善大脑运行,让我们时刻就像刚刚睡了一个好觉醒来,精神抖擞、注意力集中、思维敏捷,能够高效清醒高效地去做一件事情。现在,这项工作已经取得一定成果。比如,美国旧金山就有一个叫Smart Cap的公司,他们把脑电图做成了棒球帽。这个产品可以用来缓解卡车司机的疲劳驾驶,提高注意力,减少交通危险。2014年,美国ABM公司则通过脑电图脑机接口训练实验者,使新手学习速度比原先提升了2.3倍。

3、脑机接口第三层金字塔,增强:通过脑机接口,让我们短时间内拥有大量的知识和技能,获得一般人类无法拥有的超能力。记忆移植就是这个领域研究的重点。现在,美国科学家已经发现大脑海马体的记忆密码,开始尝试用芯片备份记忆,然后把芯片植入另一个大脑,实现记忆移植。这个实验已经在猴子身上取得成功。这项技术的终极目的,是通过脑机接口技术,把大量的信息和资料传输到大脑里,或把大脑的意识上传到计算机,最终实现人类意识合记忆在计算机世界的永生。

4、脑机接口第四层金字塔,沟通:有了脑机接口,人类不用语言,仅靠大脑中的脑电信号就可以彼此沟通,实现“无损”的大脑信息传输。这种脑脑交互,彼此传递的本质是神经元群的活动。不像语言的模糊和词不达意,它是一种彻底的、100%的、毫无信息扭曲的“心领神会”。现在Facebook的科学家正在研究让人们思考一些东西的同时,把想法传到他人的皮肤上,让人们通过皮肤“听到”声音,进而实现沟通。

在健康的状态中,脑中的想法应该是封闭的,别人并不知道,只有当我们做决定时才会通过语言和行为表现出最终的决定。如果机器和大脑连接之后能实时接收并分析、翻译人类大脑的欲望,这意味着人类将没有任何隐秘,而我们的内心想法容易被付诸行动,这将给人类带来伦理上的困扰。而从技术角度看,这种情境的出现已经越来越近了。据报道,2018年来自美国华盛顿大学和卡耐基梅隆大学的神经学者发明了名为“脑网”的技术,让三个人仅凭意识共享内心想法,玩“俄罗斯方块”游戏。研究小组使用脑电图记录来自两个人脑的电脉冲,并用经颅磁刺激(TMS)将信息传递给第三人的大脑。最终,他们在一个界面中实现了三个大脑同时交流协作,高效地处理俄罗斯方块的排布问题。

(深港澳金融科技师培训教材初稿)

[1]郭俊立,巴黎学派的行动者网络理论及其哲学意蕴评析,自然辩证法研究,2007232)。

[2]顾益.行动者网络理论视阈下的科技伦理研究[J].自然辩证法研宄,2013,29(2):

[3] https://mp.weixin.qq.com/s/IaJFrkhSA7jPrej6q2cUNQ

[4] 参见〔美〕罗纳德•哈里•科斯《企业、市场与法律》,上海三联书店1990年版。

[5] http://www.chinanews.com/gn/2019/05-13/8834758.shtml

[6] https://mp.weixin.qq.com/s/df64fLQsVqRJgC63jqmU9w