重磅！中國科學(xué)家在類腦計(jì)算領(lǐng)域取得重要進(jìn)展

據(jù)新華社，類腦智能又被稱為神經(jīng)形態(tài)計(jì)算，它通過模仿人類大腦的運(yùn)作方式，讓計(jì)算機(jī)軟硬件實(shí)現(xiàn)信息高效處理。相比傳統(tǒng)意義上的人工智能，它具有低功耗、高算力的特點(diǎn)。

神經(jīng)科學(xué)的研究發(fā)現(xiàn)，神經(jīng)元之間的神經(jīng)突觸連接強(qiáng)度的可調(diào)性，是大腦學(xué)習(xí)和記憶功能的基礎(chǔ)之一。由過往經(jīng)歷引起的神經(jīng)突觸連接強(qiáng)度改變，可以對(duì)大腦的功能產(chǎn)生影響。

神經(jīng)突觸連接強(qiáng)度改變，也叫神經(jīng)突觸可塑性，可以增強(qiáng)或抑制神經(jīng)元的活動(dòng)，而且其持續(xù)的時(shí)間可從幾毫秒到幾小時(shí)、幾天甚至更長時(shí)間，跨度很大。

據(jù)光明日?qǐng)?bào)，如果能借鑒神經(jīng)突觸可塑性原理，用某種手段來模仿和實(shí)現(xiàn)，構(gòu)建類似于神經(jīng)突觸的人工突觸，再進(jìn)一步構(gòu)建出系統(tǒng)，就可以更好地理解和模擬大腦的工作方式，進(jìn)一步推動(dòng)信息學(xué)和神經(jīng)科學(xué)的交叉發(fā)展，實(shí)現(xiàn)類腦計(jì)算。

“人腦是目前已發(fā)現(xiàn)的最復(fù)雜的信息處理系統(tǒng)，它的簡(jiǎn)約高效無與倫比。因此人工智能領(lǐng)域的專家們?cè)O(shè)想，能否以大腦為原型開發(fā)出更強(qiáng)大的人工智能。”談起類腦智能，北京工商大學(xué)計(jì)算機(jī)與人工智能學(xué)院教授吳靜珠此前對(duì)科技日?qǐng)?bào)記者表示。

圖片來源：視覺中國

1956年，在計(jì)算機(jī)科學(xué)大家云集的達(dá)特茅斯會(huì)議上，科學(xué)家們就提出或許可以依托腦神經(jīng)科學(xué)和認(rèn)知科學(xué)這兩大基礎(chǔ)領(lǐng)域，建立多學(xué)科協(xié)同的工作機(jī)制，開發(fā)出達(dá)到甚至超越人類水平的人工智能。

吳靜珠強(qiáng)調(diào)，腦科學(xué)和認(rèn)知科學(xué)是開發(fā)類腦智能最重要的基礎(chǔ)學(xué)科。近年來，隨著功能核磁共振等成像技術(shù)的發(fā)展，人類對(duì)大腦的認(rèn)知水平有了很大提高，這為仿照大腦設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)軟硬件提供了必要條件。

北京工商大學(xué)教授、發(fā)展中世界工程技術(shù)科學(xué)院院士韓力群認(rèn)為，簡(jiǎn)單來說，類腦智能的實(shí)現(xiàn)路徑大致可以分為軟類腦和硬類腦兩類。吳靜珠解釋道，這二者的主要區(qū)別在于側(cè)重點(diǎn)不同，前者重算法，后者重硬件。雖然路徑不同，但是總體來看二者相輔相成。

硬類腦主要側(cè)重在硬件材料方面尋求突破，通過開發(fā)神經(jīng)形態(tài)的芯片（如類腦芯片）和其他介質(zhì)，以生物電子學(xué)、神經(jīng)形態(tài)工程等學(xué)科為基礎(chǔ)，模擬生物神經(jīng)元乃至整個(gè)大腦。韓力群表示，硬類腦走的道路就是“先追求形似，再考慮神似”。在一枚理想的類腦芯片當(dāng)中，包含許多相當(dāng)于神經(jīng)元的處理器，這些處理器之間的通信系統(tǒng)相當(dāng)于神經(jīng)纖維，突觸等結(jié)構(gòu)可能也會(huì)被模擬。

在產(chǎn)業(yè)界，百度、科大訊飛、阿里巴巴、華為等企業(yè)都在近幾年提出了一些與類腦智能應(yīng)用相關(guān)的概念，隨著類腦科學(xué)研究取得進(jìn)展，“電子腦”正在從文字概念轉(zhuǎn)向現(xiàn)實(shí)應(yīng)用。

據(jù)了解，已經(jīng)正式開展應(yīng)用的“問天I”類腦計(jì)算機(jī)具備5億神經(jīng)元、2500億突觸智能規(guī)模，神經(jīng)元數(shù)、突觸規(guī)模位居全球第二，較現(xiàn)有計(jì)算系統(tǒng)能效提升10倍以上。在成果發(fā)布會(huì)上，“問天”類腦超算團(tuán)隊(duì)表示，將繼續(xù)研發(fā)新一代類腦計(jì)算機(jī)，進(jìn)一步革新類腦計(jì)算芯片架構(gòu)與軟件系統(tǒng)框架，打造引領(lǐng)未來發(fā)展的類腦計(jì)算平臺(tái)。

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