計算機與人腦 類腦計算機 一種新型的計算系統

2021-10-12 08:24:57 字數 1409 閱讀 8448

近日,中國浙江大學聯合之江實驗室共同研製成功了國內首颱基於自主智財權類腦晶元的類腦計算機(darwin mouse)。這台類腦計算機包含792顆浙江大學研製的達爾文2代類腦晶元,支援1.2億脈衝神經元、近千億神經突觸,與小鼠大腦神經元數量規模相當,典型執行功耗只需要350-500瓦,同時它也是目前國際上神經元規模最大的類腦計算機。類腦計算機通過模擬海馬體記憶機制,實現對大腦內部記憶資訊的訪問,構造一種全新的人工智慧系統。

發軔於2023年的人工智慧,曾試圖賦予計算機更多的類人智慧型,但至今仍未成功,更談不上具有自主學習、想象創造等人類智慧型的高階特徵。不過,近年來,「類腦計算」卻從理念走向實踐,正走出一條製造類人智慧型的新途徑。未來的計算機,或許真的越來越像人類「大腦」;實際上,人腦本身就是許多智慧型技術解決問題的靈感**,它們通過機器學習,特別是深度學習來解決問題。

隨著影象處理、模式識別、機器翻譯、機器學習、資訊檢索、資料探勘等一系列以智慧型為核心的應用加速興起,傳統的計算機愈發顯得「力不從心」,人們也開啟了比「曼哈頓計畫」更具挑戰性的「仿腦」和「造腦」計畫。所謂「類腦計算機」,就是指**、模擬和學習借鑑人腦的神經系統結構和資訊處理過程,構建出具有學習能力的超低功耗新型計算系統。

類腦計算系統是借鑑人腦資訊處理方式,打破「馮·諾依曼」架構束縛,適於實時處理非結構化資訊、具有自主學習能力的超低功耗新型計算系統。它將引領一次智慧型革命,必將在各個領域極大地拓展人類的智力活動範疇。類腦計算將引領一次智慧型革命,必將在各個領域極大拓展人類的智力活動範疇。類腦計算系統是人工通用智慧型的基石,是智慧型機械人的核心,擁有極為廣闊的應用前景。

類腦計算是一門綜合科學,它與生物學、物理學、數學、電腦科學和電子工程等都有關係。根據英國《經濟學人》雜誌的報道,歐洲類腦計算的領軍人物、德國海德堡大學的物理學家卡爾海因茨·梅爾教授認為,類腦計算的終極目標是開發出一種具備部分、甚至全部人腦擁有而普通計算機沒有的特徵的新型計算系統。類腦計算是本世紀科學界的重大挑戰之一,是目前電腦科學和人工智慧領域備受關注的重要課題。

人腦的功能非常強大,目前有許多**工作正在進行,但在傳統計算機架構上進行神經形態計算(也被稱為脈衝神經網路)的能耗非常高。事實上,微電子和生物大腦作為資訊處理的物理平台,本身都是高能效的,因此構建新型計算機結構意義重大;更重要的是,神經形態計算系統的資訊處理方式與人腦類似,是發展感知認知、自主學習等新型智慧型的基礎平台。

目前,類腦計算機這種新型的計算系統已引起國際社會的普遍關注,成為當今科技的熱點問題。例如,美國、日本、德國、英國、中國、加拿大等先後推出腦科學研究計畫,希望搶占未來技術的制高點、掌握未來戰略的主動權。同時,許多科技企業紛紛推出類腦智慧型研究計畫,在以ibm、谷歌、微軟、科大訊飛等為代表的龍頭企業的推動下,類腦智慧型受到高度關注。中國著名學者周海中教授曾經說過:「在腦科學中,誰能拔得頭籌,就能率先奪得未來話語權。」最終結果如何,人們將拭目以待。

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