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模仿脑神经细胞制造更聪明的人工智能

Posted October. 01, 2018 08:01   

Updated October. 01, 2018 08:01

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人工智能中最有名的就是围棋软件“阿尔法狗”。它接连战胜韩国李世乭九段和中国柯洁九段等顶级职业棋手,显示出“人工智能在特定领域超越人类”的可能性。

“阿尔法狗”等高性能人工智能虽然揭示了人工智能的可能性,但其缺点是需要庞大的电脑资源。“阿尔法狗”利用了用因特网连接的世界各国计算机资源,在与李世乭九段对弈时使用了1202个中央处理器和176个图像处理器。如果采用单一系统,则相当于一台超级电脑。

预计人工智能将用于代替人类驾驶汽车或控制工厂系统等需要复杂、快速判断的领域。因为不能每次都设置高价的系统,科学家们最终在“人类的头脑”中寻找答案。如果将人类大脑所需的能量换算成电力,每小时可达到20瓦左右。而“阿尔法狗”每小时使用56千瓦的电力,所以单纯地比较的话,人类大脑的效率是“阿尔法狗”的2800倍左右。

如果想模仿人类的大脑,应该使用什么样的方法呢? 最先想到的是“模拟”法。到目前为止,动用人类业已经掌握的全部脑科学知识,将该功能运用到电脑成为假想现实,模仿大脑的功能。从理论上来看,电脑可以在现实中制造出拥有自我、像人类一样思考的“强大人工智能”。但是,由于人类大脑机能的秘密还没有完全被科学地揭密,再加上还要考虑约1000亿个脑神经细胞的一一具体连接,因此从目前来看,几乎不可能实现现实化。但是在此过程中,有助于理解人类的脑神经结构和动作原理。欧盟也在支持瑞士洛桑工学院研究小组等研究虚拟大脑的开发。

模拟法在脑科学研究方面是值得肯定的,但这也需要大容量的计算机系统,很难用于实际生活。科学家们已经开始模仿大脑的一部分。开发研制出模仿动物脑神经细胞动作原理的电脑中央处理器内部结构的“脑神经芯片”。虽然由于没有克隆整个大脑,很难拥有完整的自我,但学习速度和处理速度可以大幅提高。

其中最具代表性的就是中央处理器专门企业——英特尔公司。英特尔去年9月发布了名为“Loihi”的实验用脑神经芯片。Loihi芯片由模仿脑神经细胞的13万个电路和1.3亿个突触(神经连接点)组成。该系统设置的人工智能程序可以识别人手写的数字,因此与普通电脑的人工智能功能相比,其学习率高出100万倍。英特尔表示,能源效率也比现有方式高出1000倍。英特尔计划进一步提高该功能,开发小动物水平的人工智能。

韩国也在进行相关领域的研究。韩国科学技术研究院新一代半导体研究所目前正在独自开发与英特尔Loihi芯片相匹敌的脑神经芯片,并计划近期发表相关研究成果。韩国电子通信研究院也在对动物的脑波进行分析,进行有效构成脑神经芯片电路的研究。

韩国科学技术研究院首席研究员金在旭(音译)表示:“随着脑科学研究的发展,新一代人工智能开发也逐渐变得容易。”


《东亚科学》记者 全胜珉 enhanced@donga.com