类脑智能 让机器人像人一样思考

  6月30日，第三届中国(合肥)类脑智能高峰论坛在合肥举行。本届论坛由中国科学技术大学主办，以“类脑智能，驾驭未来”为主题。论坛上，中科大类脑智能技术及应用国家工程实验室发布最新研究成果，鹏城实验室与类脑智能技术及应用国家工程实验室签署战略合作协议，合肥市高新区人工智能项目举行集中签约仪式。众多人工智能领域专家学者汇聚合肥，共议类脑智能前沿课题，为类脑智能技术发展、产业落地建言献策，共绘类脑智能未来发展蓝图。

  “下一代人工智能”长啥样

  当今世界，以人工智能为引领的新一轮科技革命和产业革命，正在重塑创新版图，重构经济格局。而被业界誉为“下一代人工智能”的类脑智能正处于研究、探索阶段，已成为当下人工智能领域的热点方向之一，也是各国必争的重要战略领域。“人工智能已经上升为国家战略，类脑智能作为脑科学与人工智能的有机结合，是人工智能向前发展的一个重要方向，也是当前国际重要科技前沿。”中科大副校长罗喜胜表示。

  人脑是自然界几亿年进化的高级智能产物，具备超强能力、超高稳健性、超低功耗等显著优点。中科大类脑智能技术及应用国家工程实验室主任吴枫介绍，人脑重约1400克、功率约25瓦，但它实际上是一个有千亿个神经元、万千亿个神经连接所组成的巨大网络，目前已发现几百个神经元、功能区，每秒可以进行TB级信息交换，人脑是比互联网远远强大的网络。类脑智能就是想模仿人脑，让机器人像人一样思考。脑科学研究给计算模型带来启发，为人工智能发展指明方向——“类脑”，是人工智能发展的必要途径。

  “来自脑科学的启发，即使是局部的借鉴，都能够有效地提升现有人工智能模型与系统的智能水平。”吴枫透露，“类脑智能”是从大脑的神经结构、认知机制、学习特性等多个层面寻求启发，提出新的人工智能计算模型与方法，克服当前的局限性，提升人工智能性能，包括准确性、鲁棒性、自适应性、可泛化性、可解释性等，实现综合协同的人工智能技术。类脑智能研究的目标就是通过借鉴脑神经结构及信息处理机制，实现机制类脑、行为类人的下一代人工智能系统。

  习近平总书记强调，加快发展新一代人工智能是我们赢得全球科技竞争主动权的重要战略抓手，是推动我国科技跨越发展、产业优化升级、生产力整体跃升的重要战略资源。早在2013年，欧盟就已启动人类大脑项目，探索大脑运作模式，力求研发更先进的信息通信技术。同年，美国宣布启动脑研究计划，旨在建立大脑神经元活动图。2016年8月8日，国务院正式印发《“十三五”国家科技创新规划》，战略部署脑科学与类脑科学研究，类脑智能已成为世界各国竞相角逐的战略领域。

  “类脑智能”抢占全球赛道

  “在过去一年里，类脑智能技术及应用国家工程实验室各项工作进展顺利、成效显著，在脑显微成像设备与技术、脑显微成像的自动分析技术与软件、类脑智能模型技术、类脑芯片等方面，取得了一系列突破性的进展与创新成果。”罗喜胜说。

  近年来，安徽省、合肥市高度重视人工智能，尤其在类脑智能领域持续加大支持力度。2017年1月，国家发改委批复了类脑智能技术及应用国家工程实验室，这是我国类脑智能领域迄今唯一的国家级科研平台，是合肥综合性国家科技中心的重要建设单元，居于全国领先地位。该实验室由中科大承建，融合了该校信息、生物、物理、计算机等众多优秀学科，也发挥了该校学科群优势和跨学科聚集能力，联建单位包括复旦大学、中科院沈阳自动化研究所、中科院微电子所、百度公司、微软亚洲研究院、科大讯飞等。

  吴枫介绍，该实验室自2017年5月成立以来，在类脑智能前沿科学、类脑智能开放平台、产业孵化等方面，取得多项实质性进展。其中，在脑成像设备与系统研制方面，完成全球最快的高通量、高分辨率脑成像设备研制，可在2小时内完成0.5微米分辨率的小鼠全脑成像；能快速获取及分析全脑神经网络联结图谱和全脑神经细胞活动图谱；可对PB级脑数据进行分析，实现全脑三维数据重建、脑图可视化。在类脑感知与理解技术方面，目前已在脑启发式信号感知、语义识别、信息理解及控制与决策等理论方法与技术方面获得国际领先技术专利近200项。在类脑神经芯片方面，初步设计实现了低功耗“存-算一体”的数模混合神经元芯片，存储与计算深度融合，大幅提升计算性能、集成度，运算功耗在微瓦级，相比传统运算电路的毫瓦级功耗降低了3个数量级。

  两年来，该实验室相关成果陆续获得国家自然科学二等奖和省科学技术奖一等奖，2018年更是包揽视频内容相关度预测挑战赛等近20项国际顶级大赛冠、亚军。在产业落地融合方面，中科类脑与该实验室共同建设了“类脑智能开放平台”，面向中小企业、传统企业和科研院所，提供数千张显卡运算的硬件资源，同时已开放100类通用数据集、180项人工智能前沿算法，为开发者群体打造高效、开源的人工智能开发和计算环境。2018年9月，这一平台成功入选工信部“2018年人工智能与实体经济深度融合创新项目”，为我省唯一入选平台项目。作为国内首家类脑智能技术及应用科技创新公司，中科类脑研发的智能动态交通执法机器人、类脑智能计算一体机、智能手语识别系统等产品，功能强大、优势明显，具有广阔的应用前景。

  “脑”力激荡共绘发展蓝图

  主题演讲、集中签约、专题报告、圆桌对话……本届大会延续了前两届“类脑智能，驾驭未来”的主题，邀请了政府及科研机构领导、学术专家、企业领袖到场，除展示类脑智能技术及应用国家工程实验室在过去一年里的最新科研成果外，还通过学术报告、演讲、圆桌对话等形式，全方位更丰富地展示各方见解，旨在推动类脑智能产学研协同发展、创新合作，助推合肥打造国内智能产业基地进程，全面助力我国人工智能产业发展。

  “发展新一代人工智能，合肥有前瞻、有底蕴、有空间。”合肥市常务副市长罗云峰说。在人工智能领域，合肥拥有全国首个类脑智能技术及应用国家工程实验室、首个智能语音国家级产业基地中国声谷，初步构建了由基础支撑、关键技术到行业应用的人工智能全产业生态体系，在赛迪顾问发布的《中国人工智能城市发展白皮书》中，合肥位列人工智能城市第五、人工智能科研第三。“未来，我们将进一步加强政策支持，优化服务配套，集聚优质人才，以加快发展新一代人工智能为战略抓手，撬动合肥科技创新发展、产业优化升级和竞争力的整体跃升。”罗云峰表示。

  “人工智能产业发展，最重要的是人才。”中科院计算所研究员陈云霁说，培养人工智能人才不是培养人工智能的使用者，而是培养对人工智能系统和芯片有所理解的人、有所兴趣的人，仅教授算法或应用是不完整的。“人工智能和机器智能有巨大差别，人的大脑是小数据、大任务，机器智能是大数据、小任务。”浙江大学人工智能研究所所长吴飞表示，从能耗比以及计算模式来看，人脑和计算脑具有天壤之别，类脑智能优势明显，但实现起来也是一个漫长的征程。

  “希望类脑智能技术及应用国家工程实验室建立相关应用研究平台，着力解决行业发展的关键重大技术问题，提高产业自主创新能力，更好地为国家和行业发展服务，立志在合肥打造出国内智能产业核心基地。”罗喜胜说，中科大将充分发挥在科技创新和人才培养方面的优势，全力支持实验室的发展，也全力支持实验室开展相关产业的关键技术攻关、重要技术标准研究和制定，集聚培养产业发展的技术创新人才，解决国家关键性的“卡脖子”技术问题。