□ 類腦智能屬于下一代人工智能(AI)，發(fā)展關(guān)鍵在于不斷探索人類大腦的計算能力
□ 從腦機(jī)接口、類腦智能算法模型、智能芯片，再到通用類腦計算機(jī)等環(huán)節(jié)，各環(huán)節(jié)相互關(guān)聯(lián)，共同構(gòu)成類腦智能的研究與發(fā)展體系
□ 即便大腦的奧秘尚未完全解析，也不妨礙產(chǎn)業(yè)的進(jìn)步，因為類腦智能是在不斷探索大腦的過程中，逐步推動產(chǎn)業(yè)向前發(fā)展的
◎記者 柴劉斌
“類腦智能（BI）產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景廣闊，我國在該領(lǐng)域具有產(chǎn)業(yè)鏈和市場優(yōu)勢，實現(xiàn)規(guī)模應(yīng)用將帶來巨大效益。”中國科學(xué)院院士、中國神經(jīng)科學(xué)學(xué)會理事長、著名神經(jīng)科學(xué)家、廣東省智能科學(xué)與技術(shù)研究院院長張旭表示。
近期，張旭院士做客上海證券報主辦的第八期“上證·院士說”活動，發(fā)表題為《未來科技產(chǎn)業(yè)——類腦智能》主旨演講，并接受了記者專訪。張旭認(rèn)為，當(dāng)前，類腦智能產(chǎn)業(yè)正在沿途“開花結(jié)果”，創(chuàng)新鏈與產(chǎn)業(yè)鏈并行發(fā)展。為推動類腦智能產(chǎn)業(yè)加速發(fā)展，須加強(qiáng)腦認(rèn)知與類腦智能基礎(chǔ)前沿研究，并補(bǔ)齊算力、軟件開發(fā)等產(chǎn)業(yè)鏈上的短板。
類腦智能屬于下一代AI
在張旭看來，類腦智能屬于下一代人工智能(AI)，是腦科學(xué)乃至生命科學(xué)的一部分。從專業(yè)角度來講，狹義的類腦智能是借鑒生物腦的感知認(rèn)知行為機(jī)制和信息傳遞機(jī)制，構(gòu)建相關(guān)類腦智能算法、模型和系統(tǒng)，并通過軟硬件協(xié)同實現(xiàn)的機(jī)器智能。
目前已知人腦大概有860億個神經(jīng)元。2024年，廣東省智能科學(xué)與技術(shù)研究院用30臺高密度類腦算力服務(wù)器、6個機(jī)柜，成功構(gòu)建起全球首臺達(dá)到100億個神經(jīng)元類腦算力規(guī)模的類腦融合超算系統(tǒng)。這相當(dāng)于人腦九分之一的規(guī)模。
“它是全球最大的，也是最小的。”張旭向記者介紹這一類腦融合超算系統(tǒng)時表示：這里所說的“大”，是指它總的能力最強(qiáng)、含有的神經(jīng)元最多。“小”則體現(xiàn)在它的體積和能耗最小，整個系統(tǒng)由6個機(jī)柜組成，放置在辦公樓的房間里就行。
張旭進(jìn)一步解釋：“實際上我們的人腦有眾多神經(jīng)元，每一個都有重要功能，但并非所有神經(jīng)元都同時發(fā)揮作用，而是根據(jù)需要有選擇性地工作。當(dāng)我們明確了一些關(guān)鍵神經(jīng)環(huán)路和神經(jīng)元，并在計算機(jī)上模擬實現(xiàn)時，會發(fā)現(xiàn)其能力超乎想象，比現(xiàn)有的AI強(qiáng)大得多。”
“因此，類腦智能的發(fā)展關(guān)鍵就在于不斷探索人類大腦的計算能力，未來創(chuàng)造出的人工大腦或許會遠(yuǎn)超我們的預(yù)期。”張旭表示。
張旭認(rèn)為，通用人工智能與類腦智能在追求的目標(biāo)上有相似之處，但也存在明顯差異。類腦智能更側(cè)重于腦和腦科學(xué)的生物學(xué)基礎(chǔ)，關(guān)注心智層面。例如，在機(jī)器人設(shè)計中會考慮接近人的社會價值觀和個性等因素，而人工智能則更多依靠算法和硬件支撐。
創(chuàng)新鏈與產(chǎn)業(yè)鏈共振
“類腦智能不像AI，它可以把東西給造出來，將完全新的產(chǎn)品推向市場。”張旭表示：類腦智能的創(chuàng)新鏈涵蓋腦感知認(rèn)知神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的生物學(xué)研究，從腦機(jī)接口、類腦智能算法模型、智能芯片，再到通用類腦計算機(jī)等環(huán)節(jié)，各環(huán)節(jié)相互關(guān)聯(lián)，共同構(gòu)成類腦智能的研究與發(fā)展體系。
張旭向記者闡述，類腦智能產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈包含四個層面：第一層是專業(yè)研究機(jī)構(gòu)處于核心層；第二層是基礎(chǔ)設(shè)施行業(yè)企業(yè)，比如類腦智能處理器、芯片、計算機(jī)、傳感器企業(yè)等；第三層是產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈，涵蓋類腦智能相關(guān)的硬件生產(chǎn)企業(yè)、軟件開發(fā)企業(yè)等；第四層是類腦智能科技賦能企業(yè)，包括智能服務(wù)網(wǎng)絡(luò)、算力網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)等企業(yè)。
從事神經(jīng)系統(tǒng)疾病研究多年，張旭深刻體會到大腦對科技發(fā)展的重要啟發(fā)意義。他舉例介紹，受大腦散熱機(jī)制的啟發(fā)，團(tuán)隊研發(fā)了無源相變散熱系統(tǒng)，這個系統(tǒng)能把超算中心或者數(shù)據(jù)中心的電能消耗降低至少40%。
“類腦智能領(lǐng)域已取得諸多突破，部分成果已邁入產(chǎn)業(yè)化階段。”張旭認(rèn)為，類腦智能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展依托于腦科學(xué)的啟發(fā)，創(chuàng)新鏈與產(chǎn)業(yè)鏈應(yīng)協(xié)同前行。即便大腦的奧秘尚未完全解析，也不妨礙產(chǎn)業(yè)的進(jìn)步，因為類腦智能是在不斷探索大腦的過程中，逐步推動產(chǎn)業(yè)向前發(fā)展的。
“類腦智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景廣闊，中國在該領(lǐng)域處于世界頂尖水平，因為具備豐富的應(yīng)用場景與完善的產(chǎn)業(yè)鏈而具有先發(fā)優(yōu)勢。”張旭說。
張旭認(rèn)為，類腦智能一旦實現(xiàn)應(yīng)用，將帶來巨大效益。例如，類腦智能在醫(yī)療領(lǐng)域，通過與醫(yī)院合作，腦機(jī)接口與交互研究已經(jīng)實現(xiàn)了中文的語句解碼、音調(diào)解碼等，可通過意念傳輸編碼展示想表達(dá)的內(nèi)容、指揮人或機(jī)器人的運動；在促眠方面，能通過實時采集腦電波分析并編碼出有利于睡眠的個性化波形、調(diào)節(jié)夢境等。
產(chǎn)業(yè)發(fā)展亟須補(bǔ)齊短板
早在2014年，中國科學(xué)院與上海市政府合作上海腦智工程項目時，大家討論最多的是未來人類的超級智能社會。科學(xué)家們暢想在超級智能社會里，不同國家和人種借助智能服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，能夠突破語言障礙進(jìn)行交流協(xié)作。比如，非洲醫(yī)生無須語言培訓(xùn)，就能接受中國工程師的指導(dǎo)。由此，全球緊密協(xié)作的場景得以構(gòu)建，科技賦能下全球一體化協(xié)作擁有無限可能。
仰望星空，更要腳踏實地。張旭認(rèn)為，目前類腦智能行業(yè)在算力、投資、人才培養(yǎng)等領(lǐng)域尚需補(bǔ)齊短板。
在軟件開發(fā)方面，類腦智能面臨著將腦數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為算式模型，并使其在芯片上運行以產(chǎn)生功能的挑戰(zhàn)。算力層面，雖然需求和功耗大，但目前已有很大進(jìn)展，如通過新的計算系統(tǒng)和軟件降低能耗，未來新的計算系統(tǒng)和老的計算產(chǎn)業(yè)的改造都存在機(jī)遇。
“科技公司的管理人員十分難找，包括財務(wù)和科技管理方面的人才。”張旭認(rèn)為，管理人才短缺是類腦智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的痛點之一。為解決這一問題，需要通過開設(shè)科普課程、舉辦講座等方式，加強(qiáng)人才培養(yǎng)，尤其要從科研院所和高校入手。同時，應(yīng)鼓勵更多戰(zhàn)略性投資，為企業(yè)提供科研、資源和市場等方面的支持。
張旭還呼吁，要加強(qiáng)腦認(rèn)知與類腦智能基礎(chǔ)前沿研究，以及核心技術(shù)研發(fā)，讓研發(fā)與產(chǎn)業(yè)需求緊密銜接。同時，要完善類腦智能產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈，重點補(bǔ)齊芯片制造、封測等短板，升級設(shè)備制造業(yè)，推動類腦智能產(chǎn)業(yè)持續(xù)發(fā)展。
（文章轉(zhuǎn)載自上海證券報）
