對話MIT終身教授Joe Paradiso：纖維也可具備智能｜甲子光年

當纖維本身具備感知與思考能力，技術便能以更自然的方式理解和改善人類睡眠。

作者｜王博

深秋的劍橋，落葉在微冷的空氣中打轉。

走進MIT Media Lab（麻省理工學院媒體實驗室，后文簡稱MIT媒體實驗室）那座玻璃與鋼的建筑，門廊隱約回響著實驗室內的低頻電子噪聲，仿佛一臺巨型合成器在呼吸。

MIT媒體實驗室，圖片來源：「甲子光年」拍攝

MIT媒體實驗室是全球最具影響力的跨學科研究機構之一，以“反常規創新”著稱。MIT Media Lab中的Media并不是指新聞媒體（News Media），而是科技媒介（Technology Media），實驗室作為一個創新平臺，鼓勵科研人員跨越計算機科學、藝術設計、生物科技、神經科學、社會科學等邊界，探索技術與人類體驗的未來。Kindle的核心顯示技術電子墨水E-Ink就是MIT媒體實驗室最成功的從科研到商業化案例。

在這里有一句話：“Demo or Die（展示原型，否則無意義）。”這也是實驗室內部的行動準則，與傳統學界的 “Publish or Perish（發表或滅亡）” 形成鮮明對比。

我在這里要見的是約瑟夫·帕拉迪索（Joe Paradiso）教授：一個從高能粒子物理轉戰可穿戴感知，又從電子音樂跳入傳感器世界的謎一般人物。

1977年，Joe Paradiso在塔夫茨大學獲得電氣工程與物理學學士學位，1981年又在MIT完成物理學博士學位，他的博士論文研究基于在瑞士日內瓦的歐洲核研究中心（CERN）進行的一個實驗，內容與高能μ子對的產生測量相關。

可以說，1994年之前，Joe Paradiso都是一個物理學家。1994年，他加入MIT媒體實驗室，并創立了響應式環境（Responsive Environments）研究組，三十多年來，他一直致力于讓建筑、家具、衣服成為“有感知、自反饋”的系統。

除了科研與學術生涯之外，Joe Paradiso從1975年起就一直在設計電子音樂合成器，并創作電子音樂。他曾設計并構建了世界上規模最大的模塊化合成器之一，被視為電子音樂控制器領域的權威。

而這次，我們要聊的是“FiberCircuits”智能纖維。

“FiberCircuits”智能纖維由Joe Paradiso教授團隊與中國的慕思集團聯合研發，其技術核心在于讓柔性材料實現“感知—計算—反饋”的閉環功能。研究團隊將尺寸小至0.9毫米的集成電路嵌入可編織的柔性電路中，使纖維能夠實時捕捉呼吸、體溫、皮膚電反應與微動信號，并通過優化的tinyML算法進行本地推理。

當纖維本身具備感知與思考能力，技術便能以更自然的方式理解和改善人類睡眠。

雖然這一技術還遠未成熟，但已經證明了一種可能——智能可以以更低干擾、更自然的方式存在于我們的日常生活之中。

本文，「甲子光年」對話MIT終身教授、MIT媒體實驗室學術負責人、傳感器與環境智能研究室主任約瑟夫·帕拉迪索（Joe Paradiso）。

約瑟夫·帕拉迪索（Joe Paradiso）教授

1.一個“關于未來的預警系統”

甲子光年：Paradiso教授你好，很高興有機會與你對話。能請您先介紹一下自己和在做的工作嗎？

Joe Paradiso：我是Joe Paradiso，MIT媒體實驗室教授，同時也擔任實驗室的學術負責人。在這里我有幾個角色，其中之一是負責響應式環境研究組。我們致力于設計有趣的新型傳感器，并將它們應用到各種不同的環境中。

甲子光年：這些傳感器具體會在哪些環境應用？

Joe Paradiso：應用環境非常極端，從太空傳感器，到非洲、南美洲等地瀕危動物身上的傳感器都有。我們也關注建筑內的傳感器以及它們如何從基本上降低能耗，更好地了解建筑內發生的情況之類的。我們還非常關注對傳感器數據進行有趣呈現，而不僅僅是收集數據。同時，我們也關注人們如何接觸這些數據，如何與數據建立聯系。

甲子光年：在你眼中，MIT媒體實驗室是一個怎樣的機構？

Joe Paradiso：我更愿意把實驗室看作是一個“關于未來的預警系統”。它具有高度的跨學科性，融合了各種不同的思維方式、背景和研究領域。

在這里，我們都在設想快速到來的未來，并試圖構建其中的一部分。我們嘗試利用即將出現的前沿技術來具體呈現未來的某些片段，而有些技術在幾年后就會成為主流。

近期有一些校友回來，分享了他們過去的項目。是的，我們早早就預判到了像汽車導航這樣的技術，還有很多東西。其實，很多傳感器網絡的技術都源自MIT媒體實驗室的研究，很多早期物聯網研究也是出自這里。

MIT媒體實驗室一直走在前沿，但是現在要保持領先地位難度更大了。我們仍然在堅持，我們仍然在展望未來。

2.AI如何改變睡眠？

甲子光年：MIT媒體實驗室的很多研究成果的確都改變了我們的生活，我注意到你的團隊發布了最新研究成果——“FiberCircuits”智能纖維平臺，聽說這項研究成果將有助于改善我們的睡眠質量。我很好奇，技術會如何影響我們的睡眠？

Joe Paradiso：我認為有許多技術可以用于睡眠研究，其中之一就是監測人們在睡眠時的狀態。

監測睡眠有很多不同的方法。就拿我們正在研究的智能纖維來說，這一技術源自LED行業，我們可以在一些物體上植入電路，使其變成纖維狀，然后就可以將這種智能纖維編織到床上用品等物品中。這樣一來，我們就可以監測人們睡眠時的移動情況以及各種動態變化，甚至監測身體在不同睡眠階段可能發生的適應變化。

但也有一些技術可以為睡眠提供刺激。所以，這不僅僅是感知，還可以有驅動作用。比如在不同時間播放音樂，用輕微的電流刺激，我們可以構建各種各樣的東西來提供反饋，幫助人們獲得最佳的睡眠質量。

甚至，技術可以告訴人們什么時候該去睡覺。通過量化自我傳感器（Quantified Self Sensors），在某個特定時刻，它會提示你可能是時候打個盹兒了，不過打盹兒時間必須有限制，因為你不需要睡太久，必須在合適的時間醒來。MIT媒體實驗室里有些人在研究這些動態系統，他們認為，如果你能“更聰明地睡覺”，感覺就會好很多。這不是說睡久一點或者睡一整晚就行，而是要“聰明地睡”。

甲子光年：“FiberCircuits”智能纖維可以說是下一代的傳感器技術嗎？

Joe Paradiso：“FiberCircuits”智能纖維融合了多個技術方向。

其中之一是可穿戴計算（Wearable Computing）。MIT媒體實驗室有一個開創性的理念就是要把計算機融入衣物。早在20世紀90年代中期，我們的學生就開始穿戴顯示器、計算機，或者具有無線連接功能的傳感器，所有這些信息都會傳輸到當時還處于早期階段的“云端”。我們很早就開始探索這一方向。

而“FiberCircuits”智能纖維則是下一代將傳感器集成到衣物中的技術。當然，這會涉及醫療應用，比如監測一些生理指標，也可以作為計算機接口，因為它能感知人們的動作。就像我們之前提到的睡眠監測，可以監測人們睡覺時的翻身動作。所以，我認為把電路做到纖維級別，尤其是用于傳感領域，是非常有吸引力的。

甲子光年：如何把電路做到纖維級別？

Joe Paradiso：有幾種方法。有些研究者嘗試像拉聚合物纖維一樣拉制纖維，在拉制過程中嵌入芯片。這種方法的良品率很難提高，不過這確實是很棒的研究方向，我很看好。

另一種方法是Cedric Honnet（響應式環境研究小組的研究員）正在研究的。LED行業已經在生產微小的燈帶，他找到了一種方法讓這些燈帶變得更小，小到真正接近纖維的形態。所以，將傳感器和電路嵌入到類似纖維的物體中，可以編織到衣物等物品里，這將把可穿戴計算提升到一個全新的高度。

我預計這一技術將會催生很多應用，這也是我們與慕思團隊合作并思考該技術應用的原因之一。我認為它是一個可以改變游戲規則的技術，將會帶來很多新的可能性。

甲子光年：說到和慕思團隊合作，你們會做什么？

Joe Paradiso：Cedric正在研發這些“FiberCircuits”智能纖維。他了解LED行業，知道他們是如何生產燈帶的。他還參觀過深圳等地的工廠，這些工廠具備相關生產能力。他改造了自己的設備，能夠進行這種精細化的工作，并與制造商合作進行生產。

與慕思合作，我們會嘗試將這些“FiberCircuits”智能纖維應用到與睡眠相關的物品中，可能是睡眠眼罩，也可能是床墊，這樣我們就能獲取人們睡眠時的移動情況和身體狀態的數據，在上面可以設置多種不同的傳感器，這是我很希望看到的應用方向。

甲子光年：雙方團隊未來合作的研究會集中哪些方向？

Joe Paradiso：MIT媒體實驗室涉及很多不同的領域，而慕思則專注于睡眠領域，所以實驗室可以從不同層面上與慕思一起研究睡眠相關問題。比如，睡眠監測、睡眠干預、睡眠材料等。實驗室的發展速度很快，所以具體的合作方向取決于我們未來的研究重點。

MIT與慕思集團智能纖維研發項目簽約

3.智能最終都會往邊緣側遷移

甲子光年：你一直倡導“讓環境有感知力（Responsive Environments）”。這次FiberCircuits智能纖維是否意味著“感知”正從空間走向材料本身？

Joe Paradiso：是的，不過這種轉變早在2001年就開始了。

那時候，我就在思考傳感器網絡的未來。我們當時正在研發很多可穿戴傳感器，這些傳感器會與某個地方的無線電接收器進行通信。那時的傳感器都是較大的物體，并未嵌入任何材料中，彼此相隔也較遠。

我預見到有一天這些技術會變得足夠“小”，我們就可以開始將傳感網絡嵌入材料中。所以，你可以想象傳感器融入建筑材料、衣物等各種物品中。我們有很多項目都在朝著類似“FiberCircuits”智能纖維的尺度發展，而“FiberCircuits”智能纖維則將這種尺度推向了一個新的高度，我認為這是一個改變游戲規則的突破。

甲子光年：傳統的感知網絡依賴于外部傳感器，而智能纖維將計算與感知內嵌于材料中。這是不是代表了“AI物質化”的趨勢？它是否正在重塑我們理解人機交互的方式？

Joe Paradiso：這是真的。

我和Cedric經常為此爭論：纖維是一個理想的AI應用平臺嗎？我認為它不是一個理想的大規模擴展AI的平臺，因為它是一維的。AI需要多維的連接，更適合采用三維集成的方式來實現AI功能。不過，你也可以考慮將纖維排列成網格狀，并讓它們相互連接，這可能是一個可行的方向。所以，這并非完全不可能。

但作為傳感平臺，我認為這種纖維是非常棒的。在“FiberCircuits”智能纖維之前，我們還做過幾個版本的“傳感膠帶”。其中一種可以鋪設在地板上，用于監測人們的行走情況，以及人們在建筑內移動的動態。還有一種的“傳感膠帶”就像一卷美紋紙，很薄的一層，我們可以把它貼在衣服上以及各種物品上，將它們變成交互界面。

下一步就是把它做成纖維的形態。我們當然可以在傳感器中嵌入計算功能，而為了實現網絡連接和低功耗，你需要盡可能地減少帶寬占用，所以需要讓處理器智能地管理數據傳輸。目前，這種纖維可能已經能夠實現一些識別功能。

我認為它更多地用于數據精簡、簡單的模式識別，或者篩選出有價值、值得傳輸的信息，然后將這些信息傳輸到網絡中。因此，目前纖維中的處理功能可能更多是處理基礎數據、調節數據傳輸速率和降低功耗。

甲子光年：你的研究中常提到“the nervous system of the environment（環境的神經系統）”，我理解，這其實是把傳感器、計算、AI和反饋機制嵌入環境，使其像“神經系統”一樣持續地感知、理解和回應人類活動?！癋iberCircuits”智能纖維本身似乎成為了一個神經元網絡？

Joe Paradiso：我會這樣看待它，你可以看看大腦里發生了什么——這其實啟發了我們稱之為感知媒介（sense media）的許多研究，而“FiberCircuits”智能纖維正是從這里發展出來的。

以人類皮膚為例，它有感受器，并帶有向下延伸的神經纖維。但這些信號會在很多地方發生突觸并進行局部計算，甚至在到達大腦之前，單個神經元內部就已經在處理信息。這樣的機制會過濾掉無意義的刺激，對那些持續、重復、無關的信號逐漸忽略和適應。

類似地，我們的許多動作，比如走路，雖然由運動皮層控制，但大量信號處理其實發生在脊髓中。在信號雙向傳遞的過程中，會不斷發生突觸并完成部分處理。

我認為“FiberCircuits”智能纖維的工作方式在某種意義上也是類似的。我們會有很多傳感器，各自承擔不同的任務，收集信息，信號會被組合、處理并不斷調整。

甲子光年：未來是否會在纖維上實現完整的AI功能？

Joe Paradiso：我不知道，我對此持保留態度，不過Cedric想嘗試這樣做。

我的想法是：先把傳感平臺搭建好，看看它的性能表現如何，然后隨著技術的擴展與成熟，再逐步把更先進的處理能力嵌進去。

我想再次強調，我不認為纖維是發展大規模AI的路徑，但它確實為傳感技術開辟了一條全新的道路。

甲子光年：你認為智能會向邊緣側遷移嗎？

Joe Paradiso：智能最終都會往邊緣側遷移，這肯定會發生。

有一部分智能會出現在纖維里。但至少現階段，我不認為我們會在纖維上跑那種非常先進的AI模型，只會跑一些比較簡單的模型。所以，纖維里會實現一些AI功能，但不會是那種特別復雜的。

當然，這些信號最終還是會被傳到下一層的計算系統，比如云端，在那里做更深入的處理，并和其他數據融合。

甲子光年：聽起來有些抽象。

Joe Paradiso：我覺得未來的趨勢可以用一個生物學類比來解釋。

我們可以在纖維里嵌入類似“螞蟻大腦”那樣的簡單智能。你知道，螞蟻本身就能做很多非常了不起的事情，那如果我們能在纖維里實現類似的功能呢？

然后這些信號會被傳到更高一級的系統，就像是“老鼠大腦”級別的東西，可能存在于連接這些纖維的衣物里。再往上，可能會有類似“貓的大腦”，甚至再更高層次的“超級智能”。

我當然不知道它最終會有多少層級，但大致的結構是這樣：到了物理邊緣（edge）這里，主要做一些簡單的數據壓縮和預處理。它會做一些計算，目的就是節省帶寬、篩選出真正需要的參數。畢竟如果有大量傳感器，你不可能把所有數據一直傳出去，否則系統會被壓垮。

如果你用這種結構，你就可以智能地減少數據量，把真正有意義的部分留下來。

4.AI終有一天會“消失”

甲子光年：當AI可以實時感知我們的呼吸、體溫與微動作時，我們是不是正在進入一個“被環境理解”的時代？

Joe Paradiso：這是個非常有趣的問題。當然，我們至少正在進入一個周圍的計算環境能更多地了解我們的時代。

我們已經開發出了自適應房間（adaptive rooms） ，它能根據你對房間的反應，通過投影、音頻等方式進行調整。所以，是的，我們的環境會開始更多地了解我們。

甲子光年：在睡眠場景里呢？

Joe Paradiso：在睡眠場景里，這其實是一件好事。因為它可以在合適的時間給你適當的干預，幫你獲得更好的睡眠，甚至告訴你什么時候該睡覺。

我自己就是這樣。我工作很努力，我想大家都一樣吧。我經常是工作到眼睛都睜不開了才去睡一會兒，然后醒過來昏昏沉沉，再喝杯茶，繼續工作。但這肯定不是最健康的方式。那么，如果有一個助手能提醒我“現在必須停止工作，去睡一會兒”會怎么樣？

這種系統能通過量化自我的數據收集各種信號，建立上下文，甚至了解我的生活模式，知道我的身體是怎么運作的。這樣的系統是可以幫到我的。

甲子光年：除了睡眠場景呢？我們現在就在MIT校園里，我能感受到，其實環境對學生學習也會產生影響。你感受到了AI對學習的影響嗎？

Joe Paradiso：我覺得在學習領域，這一點尤其有吸引力。因為AI會成為非常棒的導師。我們已經看到一些例子，比如學生用ChatGPT來完成作業甚至作弊，當然那不是好事，但同樣的系統也可以成為真正的導師，而且是高度個性化的導師。它了解你，知道你掌握了什么、沒掌握什么，而且它有無限的耐心。

現實中，導師時間都很緊張，總會有耐心耗盡的時候，而AI理論上不存在這個問題。AI會理解你的反應，知道你現在的精神狀態是不是適合學習，知道該給你多少信息，以及應該用什么方式呈現這些信息。

所以這些系統，它們會無處不在地陪著我們，特別是在學習的時候。這種事情已經可以開始發生了。

當然，我也擔心另一面：如果系統開始“灌輸”什么，那就不好了。

但至少就“學習”這件事來說，我認為我們正在進入一個時代：信息會在最合適的時間、以最合適的方式送達給你。那些非常了解我們的系統，會做到這一點。

這會在健康、學習，甚至“我們對自己的理解”這些領域帶來巨大的好處。

甲子光年：今年有越來越多的人在談論“碳硅一體”“人機共生”的新形態，“FiberCircuits”智能纖維可能就是其中的一種表現形式。你是否認為未來的AI系統會不再是“我們使用的工具”，而是“與我們共感的生命體”？

Joe Paradiso：我認為是的，AI終有一天會“消失”，不再那么“明顯”，我們也不會再把AI當成一個單獨的技術來看待。

我在之前的一些演講里說過：智能環境會變成一種義肢（prosthetic），是一種“自我的延伸”。

比如，一個房子會努力讓我生活得更舒服，為你節省能源、節省開支，讓燈光幫我看得更清楚。系統會根據我的狀態去調整，讓我能更好地完成我在做的事情。所以，從某種意義上說，你會把智能系統看成一種“義肢”。

有了AI，我們會在這條道路上走得更遠。我們始終保持連接，我們正進入一個“群體心智（group mind）”的時代。

未來我們可能會有更多的可穿戴設備，于是就出現兩個層面的問題。

第一，“我與他”的界限。“我”在哪里結束，“他”從哪里開始？因為我們的連接太緊密了?，F在人們有時會作為一個社交連接群體來形成觀點，而不是作為獨立的個體，這在某種程度上是我們失去的東西。這種情況本可以變得更好，但目前來看并不理想。

第二，“我與云”的界限。不過那是下一階段的事了，云端的智能不一定是人，可以是AI。

現在你可以想象這樣一種情況：一個AIAgent會和我一起成長、一起進化，它知道我的偏好，知道我想干什么，知道在不同場景下應該怎么根據對我的理解來回應。

它最好是替我辦事，而不是替某個機構辦事——這是我們必須警惕的另一個方面。

甲子光年：你認為，AI將會成為什么？

Joe Paradiso：AI將會成為我們生活中越來越大的一部分，而且是非常私密的一部分。到某個時間點，它會變成我們的一種延伸，就像我們在社交層面已經和云、和他人融合在一起一樣，AI也會變成這一混合體的一部分。

所以問題又回來了：“我在哪里結束？云從哪里開始？”這是一幅動態變化的圖景。它既令人興奮，也令人害怕，但這就是正在發生的事情。

（封面圖及文中未標注來源配圖由慕思集團提供）