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人工智能是人類研發(fā)升級(jí)芯片大方向，不管是語(yǔ)音交互還是影像識(shí)別，亦或者是指紋識(shí)別等等，人工智能芯片無(wú)疑是想讓機(jī)器成為近似于人的存在或者創(chuàng)造出“超人”。研發(fā)者希望人工智能研發(fā)的科技產(chǎn)品未來(lái)可以作為人類智慧的容器，輔助人類的生活，承載人類的文化傳承。這需要我們給機(jī)器一個(gè)腦子，一個(gè)類腦芯片。
freestyle 是近期的網(wǎng)絡(luò)熱詞，是一個(gè)全新的網(wǎng)絡(luò)梗，原意是指你會(huì)說(shuō)唱嗎？現(xiàn)在徹底被玩壞，完全成為調(diào)侃。freestyle 確實(shí)是一種能力，展示了表演者的大腦詞匯存儲(chǔ)量，而且即興表演也反映了大腦的應(yīng)急反應(yīng)能力。但是，如果機(jī)器人或者人工智能芯片足夠強(qiáng)大，人類會(huì)失去類似 freestyle 這樣的能力嗎？
類腦芯片有何獨(dú)特之處？
首先，類腦芯片的結(jié)構(gòu)是獨(dú)特的，不是傳統(tǒng)的馮·諾依曼結(jié)構(gòu)，而是專門的類人腦芯片結(jié)構(gòu)。類人腦芯片架構(gòu)是一款模擬人腦的新型芯片編程架構(gòu)，這一系統(tǒng)可以模擬人腦功能進(jìn)行感知、行為和思考。這種新型編程架構(gòu)可以允許開(kāi)發(fā)者為類人腦芯片設(shè)計(jì)應(yīng)用程序，未來(lái)，它還可以允許計(jì)算機(jī)科學(xué)家開(kāi)發(fā)出一種帶有人腦功能的計(jì)算機(jī)，甚至比人腦更加智能。
其次，類人腦芯片的存儲(chǔ)器不但但是數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元，而是進(jìn)一步研發(fā)成為類似人體的突觸，這是邁向人造大腦重要的一步。我們知道人腦之所以復(fù)雜是因?yàn)辇嫶髲?fù)雜的神經(jīng)結(jié)構(gòu)，人腦有上千億個(gè)神經(jīng)元，幾乎所有的生物意識(shí)行為都是從這里發(fā)起的，所以讓存儲(chǔ)器模仿突觸是實(shí)現(xiàn)類人腦芯片不可或缺的創(chuàng)舉。
第三，類腦芯片的能源利用率極高，普通芯片在工作時(shí)會(huì)伴隨大部分的散熱，計(jì)算機(jī)芯片如果沒(méi)有風(fēng)扇或者空間智冷技術(shù)，幾分鐘就足以將自己融化。但是，類腦芯片卻可以像人腦一樣，幾乎所有的熱量都用于“思考”。
最后，類腦芯片懂得“學(xué)習(xí)”，人類大腦之所以厲害就是因?yàn)榭梢圆还艿膶W(xué)習(xí)和接納新事物，通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)算法，類腦芯片也做到了。從最開(kāi)始的代碼寫(xiě)入存儲(chǔ)知識(shí)，到現(xiàn)在高通、IBM 芯片自主學(xué)習(xí)獲得知識(shí)，類腦芯片的環(huán)境應(yīng)變能力正在不斷的增強(qiáng)。
機(jī)器學(xué)習(xí)算法和仿腦計(jì)算
從算法的角度分析，類腦芯片和人工智能是有分別的，人工智能依托的是機(jī)器深度學(xué)習(xí)算法，而類腦芯片依托的仿腦算法。他們中間有很多重疊區(qū)但是也大有不同。我們先說(shuō)機(jī)器深度學(xué)習(xí)算法：包含有監(jiān)督學(xué)習(xí)和無(wú)監(jiān)督學(xué)習(xí)。有監(jiān)督學(xué)習(xí)又包含樸素貝葉斯分類器、最小二乘法、邏輯回歸、支持向量機(jī)（SVM）、集成學(xué)習(xí)六種算法；無(wú)監(jiān)督學(xué)習(xí)又包含聚類算法、主成分分析（PCA）、SVD 矩陣分解、獨(dú)立成分分析(ICA)四種算法。從功能上看，目前深度學(xué)習(xí)的應(yīng)用集中于人工智能中的模式識(shí)別，如圖象識(shí)別、語(yǔ)音識(shí)別等。但是，在人腦中，識(shí)別功能僅僅是整個(gè)大腦功能的一小部分，而且還不是核心部分，因?yàn)樵S多低級(jí)動(dòng)物也具有良好的視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)的感知與識(shí)別功能。人腦的核心功能在于學(xué)習(xí)與運(yùn)用。所以，人工智能采用的深度學(xué)習(xí)算法是有局限性的，他可以靠近人腦但不能完全復(fù)制人腦的功能。
仿腦計(jì)算在這方面表現(xiàn)出巨大的優(yōu)勢(shì)。仿腦計(jì)算則不但要從結(jié)構(gòu)上模仿大腦，而且還要從神經(jīng)元和突觸的模型上模仿大腦，所以某種意義上講，仿腦計(jì)算也可看成是深度學(xué)習(xí)將來(lái)的發(fā)展方向。仿腦算法目前的模型是 LIF 模型，通過(guò)簡(jiǎn)化神經(jīng)元描述方程（HH 方程）得來(lái)，HH 方程是當(dāng)前針對(duì)大腦行為描述最準(zhǔn)確的方程，所以簡(jiǎn)化版的 LIF 模型可以讓機(jī)器重現(xiàn)部分人腦行為，科學(xué)家對(duì)該模型評(píng)價(jià)很高。LIF 模型還過(guò)于簡(jiǎn)單，想要完整重現(xiàn)人腦或者超越人腦，算法還需要進(jìn)一步升級(jí)。
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都有哪些巨頭公司參與研發(fā)
IBM：百萬(wàn)神經(jīng)元類腦芯片
IBM 是最早開(kāi)發(fā)類腦芯片的公司之一，IBM 在 2014 年實(shí)現(xiàn)了百萬(wàn)神經(jīng)元類腦芯片的發(fā)布，雖然相對(duì)于人腦龐大的神經(jīng)元系統(tǒng)還略顯不足，但是經(jīng)過(guò) 3 年的發(fā)展，相信 IBM 在該領(lǐng)域的成果一定是令人震驚的?！皺C(jī)器大腦”很可能最先在 IBM 得以實(shí)現(xiàn)。
高通：可以自主學(xué)習(xí)的類腦芯片
高通的研發(fā)團(tuán)隊(duì)給芯片賦予了學(xué)習(xí)功能。為了演示這一功能，高通專門造了一個(gè)只訪問(wèn)白色地磚的機(jī)器人。把這個(gè)機(jī)器人放在含彩色地磚的地板上，這個(gè)機(jī)器人首先會(huì)全部走一邊，熟悉環(huán)境。而當(dāng)它走到白色地磚上時(shí)，你都告訴他“Good Robot”。這樣，當(dāng)它再次在地板行走時(shí)，它就專挑白色地磚走。這個(gè)過(guò)程沒(méi)有代碼，只有你的“Good Robot”命令。
三星：成功給類腦機(jī)器人安裝了眼睛
三星的行為印證了類腦芯片的正確發(fā)展方向，讓類腦芯片進(jìn)化成類人機(jī)器人得到了印證，接下來(lái)我們會(huì)相應(yīng)的看到鼻子、嘴巴、耳朵。隨著傳感技術(shù)和人工智能技術(shù)不斷的發(fā)展，類腦芯片真正作為機(jī)器大腦會(huì)成為現(xiàn)實(shí)。
上述幾家巨頭公司是想制造一個(gè)可以比擬人類甚至超越人類的智能機(jī)器人。人工智能的類腦芯片還有一個(gè)發(fā)展方向就是制造“超人”，將功能強(qiáng)大的芯片植入人類的大腦，讓人類可以更加強(qiáng)大。
下面幾個(gè)企業(yè)就是制造“超人”的代表，他們的研究方向就是讓超人或者鋼鐵俠真正現(xiàn)世。
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ARM：植入大腦型芯片
早在 1998 年 8 月 25 日，英國(guó)雷丁大學(xué)控制論教授沃里克成功地將芯片植入自己手臂內(nèi)獲得成功，成為世界上第一個(gè)體內(nèi)攜帶芯片的人。在去年，一位來(lái)自悉尼的女子 Shanti Korporaal 將一種芯片植入她的雙手，實(shí)現(xiàn)了無(wú)鑰匙開(kāi)門，ARM 看到了芯片植入大腦的可能性。
近日，ARM 開(kāi)發(fā)出一種大腦芯片，該新型芯片可被植入到人的頭骨中，可以幫助腦部和脊椎損傷的病人，該芯片不僅可“刺激”人們執(zhí)行任務(wù)，還能夠接受感官反饋的信息。芯片植入大腦最大的難題還是能耗，我覺(jué)得大部分人都不能忍受再一次開(kāi)顱取出并植入新的芯片。
Facebook：“大腦打字”項(xiàng)目
馬克·扎克伯格在 2017 年 4 月的一篇文章中寫(xiě)道：“我們正在開(kāi)發(fā)一個(gè)系統(tǒng)，讓用戶直接從大腦中打字，速度比用手機(jī)打字快 5 倍?！痹瞬裾J(rèn)為侵入性腦部植設(shè)備還不被大眾所接受，所以扎克伯格讓 Facebook 研發(fā)團(tuán)隊(duì)研發(fā)一種可以檢測(cè)大腦中“預(yù)期言語(yǔ)”的無(wú)創(chuàng)可穿戴技術(shù)，用戶不需要大聲說(shuō)話，這個(gè)裝備應(yīng)以每分鐘 100 字的速度將用戶的想法轉(zhuǎn)化為文本。
Openwater ： “心靈感應(yīng)”可穿戴設(shè)備
Mary Lou Jepsen 是一名經(jīng)驗(yàn)豐富的硅谷技術(shù)高管，去年 8 月她從 Facebook 的高管職位辭職，創(chuàng)立了一家名為 Openwater 的公司。Jepsen 表示她正在研發(fā)一種光學(xué)成像系統(tǒng)，她在去年 8 月在 Facebook 上推出了一個(gè)高功率的工作， Jepsen 說(shuō)，她正在開(kāi)發(fā)一種光學(xué)成像系統(tǒng)，提供可與核磁共振相比的高分辨率圖像，該系統(tǒng)使用可以裝入繃帶或折疊在帽子內(nèi)的柔性部件。
她看到了這種技術(shù)的許多用途，包括用于檢測(cè)動(dòng)脈阻塞和腫瘤的醫(yī)學(xué)成像。 但是，Jepsen 說(shuō)，真正的顛覆將來(lái)自高分辨率腦部掃描，使得 BCI 系統(tǒng)能夠解釋與想法有關(guān)的神經(jīng)活動(dòng)的模式。 她說(shuō)：“我知道談?wù)撔撵`感應(yīng)似乎是古怪的，但它是基于完全可靠的物理學(xué)和數(shù)學(xué)原理”。?
Kernel：腦植入體
Bryan Johnson 在去年 10 月宣布將 1 億美元的資金投入到他的新創(chuàng)業(yè)公司 Kernel 中，以開(kāi)發(fā)一種植入式腦假體。這家公司致力于醫(yī)療應(yīng)用領(lǐng)域的研究，以更加深入的了解大腦復(fù)雜的工作模式，擴(kuò)大計(jì)算機(jī)設(shè)備與其交互的可能。 他們的目標(biāo)是發(fā)明一種植入式芯片，來(lái)改善神經(jīng)性疾病的治療狀況 ，比如阿茲海默癥和癲癇。
人類是在進(jìn)化還是退化
讓我們質(zhì)疑有了類腦芯片人類會(huì)失去 freestyle 主要原因還是擔(dān)心強(qiáng)大的芯片功能不是讓人類進(jìn)化而是讓人類的腦功能退化。
而且，像 RFID 這類的技術(shù)繼續(xù)發(fā)展，人的身份證明很可能就是一個(gè)“二維碼”，屬性和商品混為一談。到時(shí)候如果也用這種技術(shù)的升級(jí)版給機(jī)器人做身份編號(hào)，那我們和機(jī)器人別無(wú)二致，而他們更聰明。
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人類會(huì)不會(huì)和機(jī)器人上演新世紀(jì)的“農(nóng)夫與蛇”？亦或者因?yàn)樾酒銐蛑悄苁プ约旱摹癴reestyle”？與非網(wǎng)小編認(rèn)為，人類會(huì)在人工智能芯片發(fā)展上找到一個(gè)制約點(diǎn)和平衡點(diǎn)，因?yàn)槿祟愊鄬?duì)機(jī)器最大的不同是人類富有想象力。
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