范瓊+吳長(zhǎng)鋒

5月23日，AlphaGo與頂級(jí)圍棋大師柯潔上演巔峰對(duì)決，許多看客認(rèn)為，柯潔也許可以拿下這一局，但落敗還是不可避免地發(fā)生了。

時(shí)至今日，人工智能的應(yīng)用方向?qū)映霾桓F、飽受期待。歐盟啟動(dòng)了投資十億歐元的“人類腦計(jì)劃”，美國(guó)啟動(dòng)了“美國(guó)腦計(jì)劃”；今年，人工智能首次被寫入我國(guó)政府工作報(bào)告，我國(guó)也即將啟動(dòng)“中國(guó)腦計(jì)劃”，發(fā)展腦科學(xué)與類腦人工智能。

“人工智能”目前還遠(yuǎn)不及人腦

什么是類腦人工智能？它與深度學(xué)習(xí)人工智能有什么不同？為什么要發(fā)展類腦人工智能？帶著好奇，我們走進(jìn)了剛剛在安徽合肥成立的“類腦智能技術(shù)及應(yīng)用國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室”。

“雖然AlphaGo屢次戰(zhàn)勝圍棋大師，但目前深度學(xué)習(xí)人工智能技術(shù)還遠(yuǎn)不能與人腦相比?！睂?shí)驗(yàn)室主任、中國(guó)科大信息學(xué)院執(zhí)行院長(zhǎng)吳楓表示，現(xiàn)有的科研水平對(duì)人大腦的認(rèn)識(shí)只有百分之幾。人腦經(jīng)過幾億年進(jìn)化，具有超強(qiáng)的智能和超高的穩(wěn)定性。如果能夠探明并掌握人腦運(yùn)行的機(jī)理與規(guī)律，對(duì)人工智能的發(fā)展有極大的推動(dòng)作用。

“現(xiàn)在的深度學(xué)習(xí)人工智能是人工智能的一個(gè)重要發(fā)展方向。”吳楓教授介紹，近年來，深度學(xué)習(xí)人工智能取得了很多的成就，但也具有很多局限性—深度學(xué)習(xí)需要大量的數(shù)據(jù)和限定應(yīng)用場(chǎng)景的學(xué)習(xí)，一旦數(shù)據(jù)量不夠充分或者應(yīng)用場(chǎng)景變數(shù)太多，就無法表現(xiàn)出令人滿意的性能。

“比如，在《星際爭(zhēng)霸》游戲比賽中，人工智能至今無法達(dá)到最低級(jí)別的專業(yè)選手水平?！眳菞髡f，相比于“完全信息博弈”的圍棋，《星際爭(zhēng)霸》作為一款實(shí)時(shí)類策略類游戲，玩家要根據(jù)不完全的信息評(píng)估并及時(shí)作出一系列策略實(shí)施。

“能耗過高也是一個(gè)重大缺陷?！眳菞鹘忉?，人腦是自然界幾億年進(jìn)化的高級(jí)智能產(chǎn)物，具有強(qiáng)大的新環(huán)境適應(yīng)能力、新信息與新技能自動(dòng)獲取能力、復(fù)雜環(huán)境下穩(wěn)定有效的決策能力和低功耗的復(fù)雜任務(wù)處理能力等?！半m然大腦每時(shí)每刻要處理大量的問題，但能耗只有25瓦，人工智能采用的主流GPU服務(wù)器能耗通常則高達(dá)幾千瓦?！?/p>

“類腦人工智能要充分學(xué)習(xí)和借鑒人腦的優(yōu)點(diǎn)，從機(jī)制和機(jī)理上讓人工智能可以像人腦一樣運(yùn)作?！眳菞鹘榻B，具有相同運(yùn)算能力水平的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，最新的寒武紀(jì)深度學(xué)習(xí)芯片能耗比傳統(tǒng)GPU低1—2個(gè)數(shù)量級(jí)，而類腦智能技術(shù)及應(yīng)用國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室正在研制的神經(jīng)形態(tài)芯片，預(yù)期能耗比寒武紀(jì)還要再低1—2個(gè)數(shù)量級(jí)。

多學(xué)科交叉探尋人腦奧秘

據(jù)了解，“類腦智能技術(shù)及應(yīng)用國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室”交叉融合了中科大多個(gè)學(xué)科的力量，同時(shí)聯(lián)合復(fù)旦大學(xué)、中科院沈陽自動(dòng)化研究所、中科院微電子所、中科院電子學(xué)研究所、中科院神經(jīng)科學(xué)所以及百度公司、科大訊飛、微軟亞洲研究院等單位共建。

類腦智能國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室理事會(huì)理事長(zhǎng)、中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)校長(zhǎng)萬立駿院士表示，“類腦是人工智能發(fā)展的重要途徑，通過發(fā)展類腦智能可以揭示人腦信息處理的途徑，有利于完備智能技術(shù)體系，推動(dòng)我國(guó)智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展?！痹诙鄬W(xué)科先進(jìn)研究力量的合作之下，實(shí)驗(yàn)室計(jì)劃通過基礎(chǔ)研究，大規(guī)模獲取腦成像數(shù)據(jù)、各種微觀層面的腦數(shù)據(jù)，用人工智能技術(shù)進(jìn)行分析。

“這是一個(gè)浩大工程，比如，小鼠腦的分析數(shù)據(jù)就有幾百個(gè)G。我們分析之后，運(yùn)用多學(xué)科交叉的研究手段，來了解腦的工作機(jī)理。”吳楓說，在此基礎(chǔ)上，實(shí)驗(yàn)室將發(fā)展更好的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型和方法，開發(fā)具有適應(yīng)性更強(qiáng)、具有小樣本遷移學(xué)習(xí)能力的人工智能技術(shù)；根據(jù)大腦的計(jì)算機(jī)理來發(fā)展神經(jīng)形態(tài)芯片和并行計(jì)算系統(tǒng)，開發(fā)低功耗、低發(fā)熱、高性能的新型計(jì)算芯片。

實(shí)驗(yàn)室將建立類腦智能的全鏈條技術(shù)體系：腦認(rèn)知與神經(jīng)計(jì)算平臺(tái)、類腦感知與信息處理平臺(tái)、類腦芯片研發(fā)平臺(tái)、類腦智能計(jì)算平臺(tái)、量子人工智能科研平臺(tái)、類腦智能機(jī)器人平臺(tái)等，并完成類腦感知與信息處理、類腦芯片、人工智能量子模擬器、類腦智能機(jī)器人等方面的原型產(chǎn)品，為我國(guó)智能技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的跨越發(fā)展提供創(chuàng)新源動(dòng)力。

實(shí)驗(yàn)室實(shí)行一對(duì)一的合作機(jī)制：企業(yè)通過工程實(shí)驗(yàn)室了解更新的技術(shù)，將相關(guān)技術(shù)通過應(yīng)用推動(dòng)；高校和研究院所則在共同的研究興趣上進(jìn)行科研合作。

“類腦智能”有望撬動(dòng)千億市場(chǎng)

“實(shí)驗(yàn)室具有靈活產(chǎn)學(xué)研推動(dòng)機(jī)制?！眳菞鹘忉專瑢?shí)驗(yàn)室將充分利用各級(jí)政府的投資，建設(shè)定位于人工智能的大科學(xué)裝置，建立公益性平臺(tái)“合肥市類腦智能計(jì)算中心”。建設(shè)智能技術(shù)及產(chǎn)業(yè)所需的計(jì)算資源和數(shù)據(jù)資源，并將智能技術(shù)進(jìn)行封裝，面向科研和企業(yè)用戶提供云服務(wù)。

“我們還要建立一家商業(yè)化的運(yùn)營(yíng)公司，并針對(duì)性地提供定制服務(wù)。”吳楓說，如此可以實(shí)現(xiàn)持續(xù)穩(wěn)定的收入，對(duì)有效支撐計(jì)算中心的運(yùn)行和智能技術(shù)的迅速迭代“非常有意義”。

事實(shí)上，這種政府投資，大學(xué)負(fù)責(zé)管理，事業(yè)單位負(fù)責(zé)公益運(yùn)營(yíng)，加上企業(yè)市場(chǎng)化運(yùn)作的新型運(yùn)行模式，同時(shí)保障了基礎(chǔ)科研的持續(xù)性和對(duì)應(yīng)用需求的迅速反應(yīng)，能夠迅速抓住熱點(diǎn)，使成果迅速產(chǎn)業(yè)化。

類腦技術(shù)可分支為類腦視覺、類腦聽覺、類腦芯片和類腦機(jī)器人等，其中我們熟悉的應(yīng)用分別有虛擬現(xiàn)實(shí)、智能語音、類腦芯片、量子計(jì)算機(jī)、類腦機(jī)器人等領(lǐng)域。作為智能時(shí)代的共性核心技術(shù)，類腦智能技術(shù)能夠與社會(huì)各行業(yè)相結(jié)合，具有極強(qiáng)的產(chǎn)業(yè)帶動(dòng)性，對(duì)信息處理、芯片、機(jī)器人、物聯(lián)網(wǎng)、高性能計(jì)算等相關(guān)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展和升級(jí)將起到有效的推動(dòng)作用。

權(quán)威數(shù)據(jù)表明，到2018年中國(guó)人工智能市場(chǎng)將逼近1000億元。類腦人工智能技術(shù)處于產(chǎn)業(yè)的核心，也將在以上相關(guān)領(lǐng)域直接或間接撬動(dòng)巨大的產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)。

（本文轉(zhuǎn)自《科技日?qǐng)?bào)》）