類腦

類腦

類腦(brain-inspired intelligence)是人工智慧發展的重要途徑,通過發展類腦智慧型可以揭示人腦信息處理的途徑,有利於完備智慧型技術體系,推動我國智慧型產業發展。

基本信息

簡介

類腦智慧型就是以計算建模為手段,受腦神經機理和認知行為機理啟發,並通過軟硬體協同實現的機器智慧型。

“類腦智慧型系統在信息處理機制上類腦,認知行為和智慧型水平上類人,其目標是使機器以類腦的方式實現各種人類具有的認知能力及其協同機制,最終達到或超越人類智慧型水平。”

研究歷史

類腦類腦
人類一直在對自身進行探究,尤其是搞清楚大腦的工作機理,一直是人類的夢想。對於“造腦”,有幾個路徑,最主要的就是借鑑認知神經科學研究的結果,用計算機模擬人的大腦功能,也就是人工智慧。近幾年,一場人工智慧的研發大賽已經在全球範圍內展開。

2011年,“谷歌大腦”工程啟動,1.6萬片CPU核處理器構建了一個龐大的系統,用於模擬人類的大腦神經網路,通過深度學習等神經網路技術和觀看視頻等方式,不斷學習識別各類事物。

同年2月,IBM計算機“沃森”(Watson)在美國一個熱門的電視智力問答節目中戰勝了兩位人類冠軍選手。IBM已經投入10億美元研發,希望利用“沃森”系統理解自然語言,最終能夠媲美世界上最複雜的計算機——人腦。

2012年,美國歐巴馬政府啟動了長達10年的人腦研究項目,繪製大腦圖譜;同時,“人類大腦工程”已入選歐盟旗艦技術項目,獲得歐盟10億~20億歐元科學基金資助,計畫在2018年前開發出世界上第一個具有意識和智慧型的人造大腦。

2014年5月,“百度大腦”項目啟動。在2015年全國兩會上,百度CEO李彥宏又提出建立“中國大腦”計畫。

其實“人工智慧”並不是近些年才有的概念。香港科技大學計算機系主任楊強教授是2015年國際人工智慧大會主席,他對人工智慧發展演進進行了歸納。

目前,信息技術領域,由於存儲能力的不斷擴展,海量數據的產生,大數據技術的發展,特別是深度學習、人工神經網路等相關領域的飛速進展,讓人工智慧重新進入一個新的發展階段。

技術路線

類腦計算技術路線總體上可分為三個層次:結構層次模仿腦,器件層次逼近腦,智慧型層次超越腦。2016年在天津召開的“類腦智慧型創新論壇”上,中國工程院院士鄭南寧就曾提出,類腦智慧型需要模擬神秘的大腦,但又不能只模擬大腦。

鄭南寧稱,從計算科學和工程學觀點看,類腦計算是一門以仿生學為基礎,但又超越仿生學的工程研究。研究類腦智慧型計算並非複製人的大腦,而是模擬人類大腦的功能,僅研究人的思維活動或記錄腦中所有神經元不可能研製出真正的智慧型機器。

專家表示,類腦計算本身需要打破馮·諾依曼結構、把類似大腦的突觸做到晶片上,但目前的神經突觸晶片還在實驗室階段,不能走向實用。而如果用超級計算機平台來模擬整個大腦的計算能力,需要10的18次方浮點運算能力,這樣的超級計算機預計到2019年至2023年才能出現。

面臨瓶頸

類腦實驗室主任、中國科技大學信息學院執行院長吳楓介紹,目前類腦智慧型的發展面臨三大瓶頸,即腦機理認知不清楚、類腦計算模型和算法不精確、計算架構和能力受制約,類腦實驗室將圍繞這三大瓶頸展開攻關。

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