近日，北京大學科技成果發布會上，北京大學計算機科學技術系主任、AI專家黃鐵軍預測：2022年，世界有望誕生首臺類腦超級計算機，其將模仿生物大腦處理信息，處理速度和規模遠超同類機型。也就意味著，約20年后尺寸與人腦相當又能精確模擬人腦功能的“類腦機”或將面世。

類大腦計算機的意義

所謂“類腦計算”，就是指仿真、模擬和學習借鑒人腦的神經系統結構和信息處理過程，構建出具有學習能力的超低功耗新型計算系統。未來的計算機，或許真的越來越像人類“大腦”。

類大腦計算機基于硅芯片，未來不會取代今天的計算機，但會增加他們的能力。今天的計算機不僅不會被取代，它們的未來還會被當做協處理器，這意味著他們可以串聯并嵌入到智能手機和巨大的集中式計算機中組成云。

這種新型計算機一個最大的優點是它具有容忍故障的能力，傳統計算機是精確的，但他們由于死腦筋，在遇到失敗時就會崩潰，但是新型計算機不一樣，它是基于生物設計，因此它的算法是不斷變化的，而這也使得系統能夠不斷地適應并解決故障，從而完成任務。

首臺實時模擬人腦機器或4年后出現

目前類腦機研究仍處在起步階段，其學習、創造能力還遠不如人腦。但是隨著相關技術的進一步發展，不可否認，類腦機確有達到甚至超越人腦的可能。

當神經形態器件和芯片的精密程度發展到一定階段后，在信息處理速度上或比人腦快幾個數量級，同時在外形上沒有了人腦骨骼結構的限制。

距離研制出這樣一臺“電腦”，我們還有多遠的路要走？根據歐盟推出的《人類大腦計劃》，到2022年首臺實時模擬人類大腦的機器就會出現，約20年后尺寸與人腦相當又能精確模擬人腦功能的類腦機或將面世。

當類腦機的出現必然會給人們的生活方式，尤其是學習方式帶來巨大的變革。類腦機可大量減少人類重復性的工作，同時其也會成為創新靈感的來源之一。

裝有類腦機的機器人可能在功能上與真人無異，會思考、判斷、學習，能夠提供更貼心的服務，并代替人從事高智力工作，極大地提高工作效率，促進社會經濟發展。

但是，未來高智能機器的發展和廣泛使用也可能帶來失業、被誤用等負面影響，相關的倫理、風險研究應逐步展開，相關法律法規建設也應同步完善。

強人工智能時代來臨

強人工智能時代會在未來20至30年后到來。人工智能走過百年發展歷程，目前已步入新一代AI階段。強人工智能將能夠適應環境，應對未知挑戰，具有自我意識，達到并超越人類水平。

類腦機的誕生將拉開強人工智能時代的序幕，而且2022年將有望誕生首臺類腦超級計算機。根據歐盟推出的《人類大腦計劃》，到2022年首臺實時模擬人類大腦的機器就會出現，約20年后尺寸與人腦相當又能精確模擬人腦功能的類腦機或將面世。

目前通用人工智能與人類智能水平的巨大差距。當前的人工智能系統有智能沒智慧、有智商沒情商、會計算不會算計、有專能無全能。

類腦智能是人工智能的一種形態，是人工智能的終極目標，也是人工智能重要的研究手段。

神經科學、計算機科學、神經網絡理論近20年來的長足進步，以及大數據時代對智能計算的需求，使我們今天再次聚焦類腦計算。

類腦計算是一場令人興奮又望而生畏的艱難挑戰，需要組織多學科交叉的大團隊研究。期望值過高，又沒有達到預期，隨之帶來的可能是學科發展的低落甚至災難，使最初的目標成為皇帝的新衣。

類腦超級計算機項目

英國曼徹斯特大學計算機科學學院正在研究類腦超級計算機項目，一臺擁有100萬個處理器內核和1200個互連電路板的超級計算機，它能像人腦一樣運作，是迄今能最準確模擬人腦的超級計算機。這臺設備名為“脈沖神經網絡架構”，英文名為“SpiNNaker”

它不僅能像大腦一樣“思考”，還創造了人腦中神經元的模型，并實時模擬了比其他計算機更多的神經元，它的主要任務是作為模擬部分大腦的模型，如皮質模型、基底神經節模型以及脈沖神經元網絡的模型等。

傳統超級計算機的連接機制并不太適合實時大腦建模，SpiNNaker有望比其他機器更好地實時建模更大的神經元網絡。

不過目前完全模擬人腦不可能，SpiNNaker等機器仍然只能管理人腦所進行通信的一小部分，超級計算機在獲得獨立思考能力之前還有很長的路要走。

即使擁有100萬個處理器，我們也只能達到人類大腦規模的1％。不過，SpiNNaker可以模仿小鼠大腦的功能，鼠腦比人腦小1000倍。

北大視網膜芯片研發

2015年，北京市科學技術委員會啟動“腦科學與類腦計算”專項。黃鐵軍研究團隊聯合北京大學基礎醫學院、視覺損傷與修復教育部重點。2017年，仿視網膜芯片一次流片成功。

仿視網膜芯片對傳統視頻芯片的顛覆主要在于“超速”和“全時”。眼睛是億萬年進化而成的精密器官，信息處理機制優越，但由于生理限制，視網膜發放神經脈沖的頻率不可能超過100 Hz。

仿視網膜芯片采用光電技術，發放頻率高達40 kHz，“超速”人眼數百倍，能夠“看清”高速旋轉葉片的文字。

“全時”則是指從芯片采集的神經脈沖序列中重構出任意時刻的畫面，這是真正實現計算機視覺的基礎。

人類由于具有視覺暫留特性，當影視每秒播放數十幅靜止圖像時，即可產生連續的視覺感受。然而，長期被誤認做智能系統“眼睛”的傳統視頻攝像頭與新一代人工智能并不匹配，視網膜芯片才是真正解決計算機視覺問題的第一步。

超速全時仿視網膜芯片的成功研制，打響了新一代人工智能創新突破的第一槍。這項研究不僅深化了對生物視覺系統信息處理過程的認識，還有望建立其全新的視覺信息表達、編碼和分析識別體系，支撐智能機器人、無人機等新一代人工智能產品的發展。

超級計算機的用途

①借助于超級計算機的強大而且快速的運算能力，在實驗室實施的亞臨界核試驗，與真正核試爆的效果是相同的。

②超級計算機可用來認識和改進汽車、飛機或輪船等交通工具的空氣流體動力學、燃料消耗、結構設計、防撞性，并幫助提高乘坐者舒適度、減少噪音等，所有這些都具有潛在的經濟和安全收益。

③對地震的模擬能幫助人類探索地震預測方法，從而減輕與地震相關的風險。

④借助超級計算機預測氣候變化，從而減輕氣候變化給人類帶來的破壞。

⑤生物學已經顯示出巨大的計算需求，超級計算機將幫助尋找疾病治療的革命性方法。

結尾：

異構架構在超算系統構建層面被廣泛接受，并且將會成為超級計算機的一個重要發展趨勢，人工智能應用有望成為超算的主流應用之一。讓機器像人腦一樣工作，這已經不是幻想，已經有科學家走在實現它的路上。

【來源：快科技】