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模仿腦神經細胞制造更聰明的人工智能

Posted October. 01, 2018 08:03   

Updated October. 01, 2018 08:03

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人工智能中最有名的就是圍棋軟件“阿爾法狗”。它接連戰勝韓國李世乭九段和中國柯潔九段等頂級職業棋手,顯示出“人工智能在特定領域超越人類”的可能性。

“阿爾法狗”等高性能人工智能雖然揭示了人工智能的可能性,但其缺點是需要龐大的電腦資源。“阿爾法狗”利用了用因特網連接的世界各國計算機資源,在與李世乭九段對弈時使用了1202個中央處理器和176個圖像處理器。如果采用單壹系統,則相當於壹臺超級電腦。

預計人工智能將用於代替人類駕駛汽車或控制工廠系統等需要復雜、快速判斷的領域。因為不能每次都設置高價的系統,科學家們最終在“人類的頭腦”中尋找答案。如果將人類大腦所需的能量換算成電力,每小時可達到20瓦左右。而“阿爾法狗”每小時使用56千瓦的電力,所以單純地比較的話,人類大腦的效率是“阿爾法狗”的2800倍左右。

如果想模仿人類的大腦,應該使用什麽樣的方法呢? 最先想到的是“模擬”法。到目前為止,動用人類業已經掌握的全部腦科學知識,將該功能運用到電腦成為假想現實,模仿大腦的功能。從理論上來看,電腦可以在現實中制造出擁有自我、像人類壹樣思考的“強大人工智能”。但是,由於人類大腦機能的秘密還沒有完全被科學地揭密,再加上還要考慮約1000億個腦神經細胞的壹壹具體連接,因此從目前來看,幾乎不可能實現現實化。但是在此過程中,有助於理解人類的腦神經結構和動作原理。歐盟也在支持瑞士洛桑工學院研究小組等研究虛擬大腦的開發。

模擬法在腦科學研究方面是值得肯定的,但這也需要大容量的計算機系統,很難用於實際生活。科學家們已經開始模仿大腦的壹部分。開發研制出模仿動物腦神經細胞動作原理的電腦中央處理器內部結構的“腦神經芯片”。雖然由於沒有克隆整個大腦,很難擁有完整的自我,但學習速度和處理速度可以大幅提高。

其中最具代表性的就是中央處理器專門企業——英特爾公司。英特爾去年9月發布了名為“Loihi”的實驗用腦神經芯片。Loihi芯片由模仿腦神經細胞的13萬個電路和1.3億個突觸(神經連接點)組成。該系統設置的人工智能程序可以識別人手寫的數字,因此與普通電腦的人工智能功能相比,其學習率高出100萬倍。英特爾表示,能源效率也比現有方式高出1000倍。英特爾計劃進壹步提高該功能,開發小動物水平的人工智能。

韓國也在進行相關領域的研究。韓國科學技術研究院新壹代半導體研究所目前正在獨自開發與英特爾Loihi芯片相匹敵的腦神經芯片,並計劃近期發表相關研究成果。韓國電子通信研究院也在對動物的腦波進行分析,進行有效構成腦神經芯片電路的研究。

韓國科學技術研究院首席研究員金在旭(音譯)表示:“隨著腦科學研究的發展,新壹代人工智能開發也逐漸變得容易。”


《東亞科學》記者 全勝瑉 enhanced@donga.com