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脑机接口技术在商业银行的应用前景展望

  FinTech时代,以数据挖掘与机器学习为核心驱动力,以物联网、区块链、大数据、人工智能、量子信息计算等前沿技术为重要载体的金融科技形态对商业银行传统经营模式产生了巨大冲击,同时也带来了无限机遇。得益于FinTech领域的快速发展,以脑机接口技术为代表的前沿科技在商业银行未来应用中显现出繁荣前景。本文从商业银行实际出发,对国内外脑机接口领域的发展及现状进行梳理,并以此为基础对脑机接口技术在商业银行的应用前景予以展望,以期推动商业银行在FinTech时代下综合竞争能力的布局与提升。

  脑机接口的发展及现状

  脑机接口(BCI,Brain Computer Interface)是指不依赖人体外周神经和肌肉等正常路径,而直接利用脑信号来建立人与外界的交流通道。该技术扩展了人脑与外界交流控制的能力,从而引发对传统交流方式和控制手段的变革。脑机接口是一门交叉学科,涉及了神经科学、信号检测与处理、模式识别等多个领域,其研究范围涵盖了认知科学、计算机科学、生物医学工程、心理学、数学、机器人控制、临床医学等诸多学科。

  1. 脑机接口的起源与发展。

  20世纪20年代,德国耶那大学的Hans Berger发现人类大脑产生的脑电信号可以从头皮进行记录。经过进一步研究,Berger奠定了使用脑电图作为临床诊断和开展后续研究的基本工具。20世纪60年代,Delgado开发了一种可植入身体的芯片,利用无线电刺激大脑,并通过遥测技术发送大脑活动的脑电信号,从而控制受控体自由移动——Delgado曾利用该原理成功阻止了一头奔跑中的公牛。同一时期,Fetz的研究也显示猴子可以通过控制单个脑细胞的活动来操控仪表指针以获取食物奖励。近年来,随着计算机领域的长足发展,速度更快、计算力更强的系统平台得到应用普及,信号处理、机器学习、大数据挖掘等相关模型算法得到深入发展。大脑如何处理感知信息和如何产生运动输出的研究不断取得突破,脑机接口研究在学界和业界的关注度迅速攀升。

  2. 脑机接口技术原理。

  当人进行思考、产生意识活动或者受到视觉、听觉、触觉等外界刺激时,大脑中的神经细胞会产生微弱的神经电信号,这些神经电信号传导至大脑头皮形成脑电波,并体现出某种节律或者空间分布的特征。这些特征借助高性能的生物电信号采集系统可以被获取、理解并转化为具体应用。脑电信号与外界交互主要经历四个步骤:(1)信号采集。通过特定的设备和手段对大脑信号进行采集并形成数字信号,采集脑信号的方法也有很多种,在脑机接口系统中,最常用的是可穿戴式的脑电设备。(2)特征提取。采集的信号按照某种变换方法进行转换,从而对所采集的脑信号进行降噪和特征提取。(3)分类与识别。运用数据挖掘与机器学习技术,对这些特征进行自动分类和模式识别,分辨出引发该神经电活动变化的意识信息。(4)控制外部设备。将人的这些意识活动信息转换成能够反映人意图的控制指令,控制系统接受控制指令后操控外部设备,从而实现人脑对计算机等外部设备的直接控制。

  脑机接口系统可以根据脑电信号获取方式的不同,分为“侵入式”与“非侵入式”两种。“侵入式”的脑机接口通过将电极植入大脑内部获取脑电信号,这种方式需要进行开颅手术;而“非侵入式”的脑机接口只用将电极贴在头皮表面,通过脑电图等方式获取脑电信号,整个过程无需任何手术。“侵入式”由于需要从大脑内部获取脑电信号,因此受干扰较小,信号质量高,但是开颅手术增加了风险性。“非侵入式”直接从头皮上获取脑电信号,操作简单,方便安全,但是易受到外界噪音干扰,脑电信号的质量较低。当前除了脑电图以外,“非侵入式”采集方式还有脑磁图、近红外光谱以及功能性磁共振成像等。

  除了对“人脑向计算机输出”领域的研究以外,“计算机向人脑输入”领域也同样具有重要意义。以“脑深度电刺激”为例,通过使用“脑起搏器”刺激大脑的特定部分,可以消除运动功能衰退及情感障碍等症状。典型的“脑深度电刺激”系统主要有三个组件:一根置于大脑内的导线(以刺激电极为终端),一个脉冲发生器和一条将这两者链接起来的连接线。这种刺激需要通过手术植入人体内。根据不同的应用需求,导线植入大脑的区域不同,脉冲发生器产生固定频率的脉冲刺激,以达到对人脑产生影响的效果。

  随着虚拟现实等人机交互技术逐步发展成熟,将脑机接口与VR头盔等设备相结合的研究有望取得突破性发展,为“非侵入式”脑机接口应用领域拓宽了想象空间。

  脑机接口在商业银行的应用前景展望

  结合商业银行业务经营实际,脑机接口的应用场景可体现在四个方面:基础服务保障(Basic)、售前识别准备(Before)、售中最佳体验(Best)以及售后合规防范(Backup),形成了脑机接口在商业银行的“4B”应用框架。

  1.基础服务保障:客户身份识别与验证。

  客户的信息安全及保密是商业银行必须满足的基础服务保障。鉴于传统基于身份证和密码的身份识别方式存在易丢失、易遗忘、易被盗取等问题,在FinTech时代生物识别技术异军突起,迅速得到了广泛应用。然而,由于人脸、虹膜、掌纹、指静脉等生物特征具有很强的唯一性和不可更改性,一旦被盗取将造成无法挽回的影响,毕竟整容的成本代价太大,人们更不可能长出新的虹膜、手掌来替换被盗取的生物特征。因此可以预见,随着技术的进一步成熟,脑机接口将在金融安保的身份验证中扮演重要角色。目前,学界已有实验证明了运用脑电进行身份识别的有效性。由于脑电图信号的相关节律活动是存在个体差异的,因此有研究提出使用该特征作为“生物特征签名”进行身份识别。《神经计算学》刊载的相关实验表明,通过将脑电波形成“脑印记”能够有效进行身份识别,准确率达到94%,同时“脑印记”是可以删除重置的,更加安全可靠。

  2.售前识别准备:警觉性监测与客户教育认知。

  当前,“以客户为中心”已经成为各家商业银行的共识。“以客户为中心”的前提是对客户的深度了解,然而在商业银行日常经营中,如何了解客户并为客户推荐与其风险和收益偏好适配的产品,一直都是困扰一线人员的重要问题。该问题的产生可以概括为两方面原因:其一,银行人员缺乏技巧和方法了解客户真实的风险和收益偏好,这可以通过为客户设定标准问卷以及开展客户教育来完善;其二,客户并未真实了解自己对风险及收益的感受度,即其风险发生前的假设风险承受能力与风险发生后的实际风险承受能力发生偏差。特别是在第二种情况下,脑机接口在警觉性监测方面的实验成果可被引入商业银行用于改善该问题。有研究表明,可以通过监测大脑信号来识别受试者从警觉性状态到缺乏警觉性状态的转变。实验证明,脑电信号中特定的信号特征(如脑连接特征、频带Gamma波的能量)可以用来监测人的情感。基于这些量化情感监测方法,我们可以通过追踪脑信号特征的变化来实现用于警觉性监控的“非侵入式”BCI。通过监测脑电信号,商业银行可以更加准确地了解客户对风险和收益的真实警觉性水平,从而有助于银行从业人员为客户推荐与其风险和收益偏好相匹配的金融产品。

  3.售中最佳体验:普惠金融与品质金融。

  2005年,联合国提出普惠金融的概念——以可负担的成本为有金融服务需求的社会各阶层和群体提供适当、有效的金融服务。随着普惠金融概念在国内商业银行落地,以中小微企业、农民群体等重点服务对象的金融业务已逐步开展。然而,残疾人作为需要重点服务的群体至今仍少有问津。根据第六次全国人口普查数据,中国残联估算我国残疾人总数约8500万,其中肢体障碍患者占比29.08%,视觉障碍患者占比14.86%,听力障碍患者占比24.16%,语言障碍患者占比1.53%。BCI领域最初的研究的目的正是要帮助残疾人及各类障碍性患者提高生活品质,目前大量的BCI研究应用主要集中于这一领域。比如应用较为广泛的人工耳蜗,能够帮助失聪者重获听力;瘫痪病人可以运用大脑信号来控制轮椅、外骨骼、机器人等设备重获行动自由。商业银行可以运用脑机接口技术成果对当前自助机具、厅堂服务机器人等金融设备升级改造,为残障人士提供贴身和贴心的金融服务。此外,将脑机接口技术与虚拟现实技术进行结合,为普惠金融与品质金融的应用提供了无限想象空间。无论是残障客户还是普通客户均可佩戴VR头盔,在虚拟的环境中体验各类银行网点的服务,客户可通过脑电信号操控自身在虚拟环境中的动作行为,完成路线移动和业务办理。通过上述方法,不仅能够满足残障人士的业务办理需求,同时也可提升普通客户的服务尊享度,实现从普惠金融向品质金融的提升。

  4.售后合规防范:为客户纠纷处理提供支持。

  在商业银行日常经营中,不可避免地会出现客户的异议处理、投诉甚至纠纷。即使在经过“双录”的情况下,还原事实真相、判断客户与银行员工的表述是否真实仍是具有挑战性的难题。BCI在测谎领域的研究对该应用提供了可能的解决方案。传统的测谎技术一般是测谎仪,它测量受试者在回答一系列问题时的身体反应,如血压、皮肤导电率、心率的变化等。这一技术的前提是欺骗性回答将产生与真正回答不同的生理反应。然而,专家普遍认为测谎仪是不可靠的,因为测谎仪监测到的是“焦虑”而不是“欺骗”,且数据显示其准确率仅比机会水平略好一点。为克服测谎仪的不足,可以设计一套基于脑电的系统,利用大脑的反应来检测一个人是否在先前遇到过特定的人、地方、物体或事务。这种基于记忆检测的BCI可以用来直接连接当事人(或目击者)的大脑。操作中,要求受试者区分预先设计好的目标和无关刺激,夹杂在无关刺激中的诊断项目称为“探针”。如果一个人不了解相关情况,那么就不能从无关刺激中区分出“探针”;而对于了解相关情况的人,可以从无关刺激中感知到不同的“探针”,并且有可能诱发能被BCI检测到的脑电信号。基于BCI,商业银行可以为客户纠纷处理提供必要的技术手段,做好售后合规防范,保障客户及银行自身的权益。

  结束语

  当前,随着FinTech的不断深入发展、硬件成本的降低和数据分析方法的进步,脑电设备越来越小巧,更易穿戴,这为脑机接口技术的应用普及提供了很大空间。同时,金融业与脑机接口技术相结合的应用前景广阔,尤其在商业银行应用方面呈现出巨大潜力。本文梳理了国内外脑机接口领域的发展及现状,并从商业银行实际出发,提出了脑机接口在商业银行的“4B”应用框架,对四类可能的应用场景进行描述,以期推动商业银行在FinTech时代下综合竞争能力的布局与提升。

  文 中国民生银行 王彦博

   英国肯特大学 李凌

   中国民生银行 杨璇 张军

  

责任编辑:陈近梅

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