日常生活中,
这些问题是否曾盘旋于你的脑海:
人脑和计算机哪个结构更复杂?
计算机可否像人脑一样
自我学习与进化?
智能机器是否可以像人类
一样思考与行动?
人类能否打造像人脑一样的
“机器脑”?
……
你知道吗,这些都属于
类脑计算研究的领域。
什么是类脑计算
我们总是在说,机器人无论如何都不能成为真正的“人类”,其根本原因在于机器人没有人类的大脑,没有人类的情感,它们只是一堆源代码而已。随着人工智能领域研究不断深入,我们发现人工智能面临两个严重的发展瓶颈:一方面是系统耗能过高,另一方面是对于人脑能轻松胜任的认知任务的处理能力不够。因此,类脑计算应运而生。
类脑计算,是一种模仿神经生理学和生理心理学机制,以计算建模为手段并通过软硬件协同实现的机器智能计算。简单的理解就是类脑计算完成了从“让机器人怎么做”到“教他们自学”的飞跃。
类脑计算的研究成果
类脑计算的研究大致可以分为神经科学的研究(特别是大脑信息处理基本原理的研究),类脑计算硬件的研究和类脑处理算法的研究三方面。而基于这三个方面,类脑智能计算的未来发展重点有机器学习、类脑智能机器人、神经形态硬件等方向。我们常常说的基于神经网络的机器学习就是一种类脑计算的技术;而英国曼彻斯特大学的SpiNNaker芯片、IBM公司的TrueNorth芯片、德国海德堡大学的BrainScaleS芯片以及清华大学的“天机芯”都是神经形态硬件的研究成果。
中国类脑计算的研究成果
我国的类脑智能研究水平处于国际前沿。2016年,“脑科学与类脑科学研究”(简称“中国脑计划”)被作为连接脑科学和信息科学的桥梁正式提出。此外,多所高校也积极参与类脑计算的研究。其中,中科院开发的类脑认知引擎平台能够模仿哺乳动物的大脑,实现多感觉融合、决策等多种功能。
中国科学家研制出新型类脑计算芯片
2019年,我国科学家研制成功面向人工通用智能的新型类脑计算芯片——“天机芯”芯片,而且成功在无人驾驶自行车上进行了实验。清华大学类脑计算研究中心施路平教授团队的相关论文《面向人工通用智能的异构“天机芯”芯片架构》,8月1日在国际期刊《自然》杂志以封面文章的形式发表。
《自然》杂志封面截图。
世界首款多阵列忆阻器存算一体系统诞生
2020年,清华大学微电子所、未来芯片技术高精尖创新中心钱鹤、吴华强教授团队,与合作者共同研发出一款基于多个忆阻器阵列的存算一体系统,在处理卷积神经网络时的能效,比图形处理器芯片高两个数量级,大幅提升计算设备的算力,且比传统芯片的功耗降低100倍,相关成果发表于《自然》。
我科学家首次提出“类脑计算完备性”
2020年10月14日,清华大学计算机系张悠慧团队和精仪系施路平团队与合作者在《自然》杂志发表题为《一种类脑计算系统层次结构》的论文,填补了类脑计算系统领域完备性理论与相应的类脑计算系统层次结构方面的空白。
探秘中国类脑计算
国家“十三五”科技创新成就展上,中国类脑计算引发关注。
类脑计算是借鉴脑科学基本原理,基于神经形态工程,面向人工通用智能发展的新型计算技术。
从无人自行车到登上《自然》杂志封面的天机芯片,让我们走进清华大学类脑计算研究中心,听他们讲述创新的故事。
来源丨综合人民日报、人民网、新华社、中国日报、科技日报、中国青年报