類腦計算：類人水平的通用智能系統(tǒng)
發(fā)布時間：2021-09-22 www.dzsex.cn
《“十四五”規(guī)劃綱要和2035年遠景目標綱要》提出在類腦智能、量子信息等前沿科技和產(chǎn)業(yè)變革領域，組織實施未來產(chǎn)業(yè)孵化與加速計劃，謀劃布局一批未來產(chǎn)業(yè)。受腦信息處理機制啟發(fā)，借鑒腦神經(jīng)機制和認知行為機制發(fā)展類腦計算，已成為近年來人工智能與計算科學領域的研究前沿和關注熱點。
類腦計算旨在實現(xiàn)類人行為與類人水平的智能系統(tǒng)
類腦計算領域研究是從智能產(chǎn)生機理和本質(zhì)出發(fā)的新型智能計算模型與方法，旨在將人的認知模型引入到人工智能系統(tǒng)中，實現(xiàn)具有腦神經(jīng)信息處理機制和類人行為與類人水平的智能系統(tǒng)。目前有兩類主流技術方向。其一，通過科學手段觀察大腦內(nèi)結構和功能運行機制，其后根據(jù)觀察結果模仿大腦功能。2008年，美國工程院把“大腦反向工程”列為本世紀14個重大工程問題之一，近年來歐盟和中國的“腦計劃”也將大腦高精度解析列為重要內(nèi)容進行支持。其二，繞過解釋人腦這個更為困難的科學問題，通過結構仿真等工程技術手段間接達到功能模擬目的。采用光電微納器件模擬生物神經(jīng)元，以及神經(jīng)突觸的信息處理功能，網(wǎng)絡結構仿照大腦神經(jīng)網(wǎng)絡，以期實現(xiàn)大腦類似的信息處理功能和系統(tǒng)行為。
類腦智能的目標是實現(xiàn)通用人工智能
類腦計算的研究方法主要受腦神經(jīng)機制和認知行為機制啟發(fā)，結合現(xiàn)代信息技術理論，以計算建模為手段通過硬件、軟件和算法等多個層面對于現(xiàn)有的計算體系進行本質(zhì)變革。具體來說，以多模態(tài)和多任務協(xié)同為核心，研究神經(jīng)網(wǎng)絡微觀刺激調(diào)控和宏觀動態(tài)演化、視聽觸感認知通道及協(xié)同、長時短時記憶與決策、運動視覺與規(guī)劃控制等，建立具有生物和數(shù)學基礎的計算模型與學習方法，實現(xiàn)自主學習能力，其目標是制造類腦計算機，最終實現(xiàn)通用人工智能。
通過類腦芯片與計算平臺應對高能耗挑戰(zhàn)
目前的人工智能正在面臨著諸多挑戰(zhàn)，其中一項就是對于能源的大量需求造成的生態(tài)污染問題。類腦芯片-神經(jīng)擬態(tài)芯片，能夠很好地解決這一問題，因此類腦芯片與計算平臺成為類腦計算重點研究領域。類腦芯片是指參考人腦神經(jīng)元結構和人腦感知認知方式來設計的芯片，通過模擬人腦神經(jīng)元信息處理機制的深度神經(jīng)網(wǎng)絡進行建模，將深度神經(jīng)網(wǎng)絡技術融合到計算芯片。再將認知計算平臺融入可量產(chǎn)的處理芯片中，以協(xié)處理的方式提升系統(tǒng)的認知計算性能。類腦芯片與計算平臺研究的動機是通過借鑒腦神經(jīng)系統(tǒng)的工作原理,實現(xiàn)高性能、低功耗的計算系統(tǒng)。