類腦計(jì)算將引領(lǐng)實(shí)現(xiàn)通用人工智能
人工智能發(fā)展的最終目標(biāo)是構(gòu)建像人腦一樣能夠自主學(xué)習(xí)和進(jìn)化，具有類人通用智能水平的智能系統(tǒng)。然而，受限于馮·諾依曼體系結(jié)構(gòu)及其計(jì)算理論基礎(chǔ)，現(xiàn)階段人工智能對(duì)環(huán)境、圖像、視頻、語音、自然語言等非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的處理能力，以及多模態(tài)感知和自我學(xué)習(xí)能力較人腦仍存在巨大差距。相比之下，人腦卻具備當(dāng)前計(jì)算機(jī)難以企及的對(duì)新環(huán)境新任務(wù)的自適應(yīng)能力、思維和智能感知不斷進(jìn)化的能力、對(duì)新信息與新技能的自動(dòng)獲取能力，以及在復(fù)雜環(huán)境下進(jìn)行有效決策并穩(wěn)定工作數(shù)十年的能力。在此背景下，開發(fā)類腦智能計(jì)算技術(shù)受到了科學(xué)家的高度重視。
類腦智能計(jì)算技術(shù)是一種基于神經(jīng)形態(tài)工程、受大腦神經(jīng)機(jī)制和認(rèn)知行為機(jī)制啟發(fā)、借鑒人腦信息處理方式而形成的新型計(jì)算系統(tǒng)。類腦計(jì)算架構(gòu)由數(shù)目龐大的神經(jīng)芯片組成，能夠?qū)崿F(xiàn)類人腦功能并模擬人腦的實(shí)時(shí)反應(yīng)。類腦計(jì)算系統(tǒng)在信息處理機(jī)制上類腦，在行為和智能水平上類人，其目標(biāo)是使機(jī)器以類腦的方式實(shí)現(xiàn)各種人類具有的認(rèn)知能力和協(xié)同機(jī)制。
近年來，受益于腦與神經(jīng)科學(xué)、認(rèn)知科學(xué)的快速發(fā)展，科學(xué)家已可在腦區(qū)、神經(jīng)簇、神經(jīng)微環(huán)路、神經(jīng)元等不同尺度觀測(cè)腦組織的部分活動(dòng)并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，這為進(jìn)一步完善類腦計(jì)算架構(gòu)提供了有力的基礎(chǔ)支撐。因此，從信息處理與智能本質(zhì)角度審視人腦信息處理，借鑒其原理催生的類腦智能計(jì)算技術(shù)，將成為突破現(xiàn)階段人工智能發(fā)展瓶頸、實(shí)現(xiàn)人工智能重大創(chuàng)新的重要途徑。類腦智能引全球關(guān)注
戰(zhàn)略競(jìng)爭(zhēng)日趨白熱
類腦智能被視為科研領(lǐng)域“皇冠上的明珠”，已成為全球競(jìng)相關(guān)注和發(fā)展的重要領(lǐng)域。美國(guó)、歐盟、日本、澳大利亞等發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)爭(zhēng)相啟動(dòng)了相應(yīng)的發(fā)展計(jì)劃，以求在大腦機(jī)理、類腦算法、計(jì)算架構(gòu)和硬件能力方面實(shí)現(xiàn)率先突破。
美國(guó)于2013年聯(lián)合科學(xué)、醫(yī)療、國(guó)防、情報(bào)等多部門共同發(fā)起了“創(chuàng)新性神經(jīng)技術(shù)大腦研究（BRAIN）”計(jì)劃，搶占全球腦科學(xué)研究的戰(zhàn)略制高點(diǎn)。該計(jì)劃迄今已累計(jì)投入超過10億美元。在該計(jì)劃的支持下，DARPA啟動(dòng)了 “恢復(fù)主動(dòng)記憶”“神經(jīng)工程系統(tǒng)設(shè)計(jì)”“下一代非侵入性神經(jīng)科技”等多個(gè)項(xiàng)目并取得重大突破；IARPA“大腦皮層網(wǎng)絡(luò)機(jī)器智能”項(xiàng)目成功繪制出1立方毫米小鼠大腦中數(shù)億個(gè)微小的突觸連接，邁出了逆向構(gòu)建大腦以啟發(fā)人工智能的關(guān)鍵一步。與此同時(shí)，索爾克、艾倫、霍華德休斯等研究機(jī)構(gòu)全力攻關(guān)人腦結(jié)構(gòu)和功能的解析；以IBM、谷歌、英特爾為代表的科技企業(yè)開發(fā)出“真北”、“Neurogrid” 、“Loihi”等一批高性能類腦芯片，共同助推美國(guó)類腦計(jì)算領(lǐng)域走在世界最前沿。
歐盟于2013年將“人腦工程（HBP）”項(xiàng)目列入“未來新興技術(shù)旗艦計(jì)劃”，致力于神經(jīng)信息學(xué)、大腦模擬、高性能計(jì)算、神經(jīng)形態(tài)計(jì)算和神經(jīng)機(jī)器人研究，其核心研究目標(biāo)就是建立類腦超級(jí)計(jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn)類人通用人工智能。該項(xiàng)目為期10年，累計(jì)投資將達(dá)11.9億歐元，已召集26個(gè)國(guó)家的118家研究機(jī)構(gòu)共同支持。在其發(fā)展框架之下，該項(xiàng)目已建成包括大腦仿真工具、可視化軟件和超級(jí)計(jì)算機(jī)的六大研究平臺(tái)，并開發(fā)出“BrainScales”、“SpiNNaker”等多款重量級(jí)神經(jīng)形態(tài)芯片，有望在類腦計(jì)算機(jī)開發(fā)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)率先突破。
韓國(guó)于2016年發(fā)布《大腦科學(xué)發(fā)展戰(zhàn)略》，將在10年內(nèi)投入共計(jì)3400億韓元提高韓國(guó)腦科學(xué)科研能力。該計(jì)劃的核心是破譯大腦的功能和機(jī)制，構(gòu)建多尺度大腦圖譜，以人類大腦的運(yùn)作原理為基礎(chǔ)啟發(fā)促進(jìn)人工智能技術(shù)的研究。
日本于2014年啟動(dòng)“大腦研究計(jì)劃（Brain/MINDS）”，耗資400億日元開展靈長(zhǎng)類動(dòng)物神經(jīng)技術(shù)研究，并已開發(fā)出模擬人腦整體神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的新算法和集成了3.2萬個(gè)類腦細(xì)胞的腦型芯片；澳大利亞于2016年成立腦聯(lián)盟，重點(diǎn)攻關(guān)神經(jīng)環(huán)路和大腦認(rèn)知功能研究等。各國(guó)在大腦機(jī)理解析、類腦計(jì)算模型和算法構(gòu)建、類腦計(jì)算架構(gòu)和能力優(yōu)化等領(lǐng)域全面發(fā)力，類腦計(jì)算戰(zhàn)略競(jìng)爭(zhēng)進(jìn)入白熱化。類腦智能引領(lǐng)實(shí)現(xiàn)通用人工智能
或產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響
推動(dòng)國(guó)防軍事的決策指揮全面變革
類腦智能引領(lǐng)實(shí)現(xiàn)的通用人工智能，將使智能感知、智能情報(bào)分析、智能輔助決策、智能指揮控制等平臺(tái)更加廣泛地滲透于戰(zhàn)爭(zhēng)決策的整個(gè)流程，或徹底革新國(guó)防軍事決策指揮的傳統(tǒng)樣式。如美國(guó)空軍已聯(lián)合IBM公司，著手在“真北”神經(jīng)芯片的基礎(chǔ)上開發(fā)世界首個(gè)用于軍事決策的類腦超算系統(tǒng)，其相當(dāng)于6400萬個(gè)神經(jīng)元和160億個(gè)突觸的模式識(shí)別和感知處理能力將為美軍事國(guó)防的決策指揮提供重要支撐。全面提升情報(bào)、監(jiān)視和偵查的效率和效果類腦智能領(lǐng)域的實(shí)質(zhì)性進(jìn)展將全面提升人工智能系統(tǒng)對(duì)衛(wèi)星圖像、視頻、自然語言等非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的解析和處理能力，有望徹底變革情報(bào)、監(jiān)視與偵察（ISR）體系大量依靠人力、機(jī)器效能低下的現(xiàn)狀，助力開拓ISR工作新局面。為此，DARPA先后開展了“智能數(shù)據(jù)開發(fā)非常規(guī)信號(hào)處理（UPSIDE）”、“傳感與分析稀疏自適應(yīng)局部學(xué)習(xí)（SALLSA）”等項(xiàng)目，旨在開發(fā)一種處理速度比目前圖像處理器快1000倍，而功耗僅是其萬分之一的類腦圖像處理器，全面提升ISR的效率與效果。推動(dòng)或引發(fā)新一輪技術(shù)和產(chǎn)業(yè)革命類腦智能推動(dòng)實(shí)現(xiàn)的通用人工智能，將驅(qū)動(dòng)機(jī)器學(xué)習(xí)邁入“非結(jié)構(gòu)化大數(shù)據(jù)”處理的新階段，強(qiáng)化大數(shù)據(jù)的價(jià)值挖掘，有望加速催生重大科學(xué)規(guī)律的發(fā)現(xiàn)以及科學(xué)成果的產(chǎn)出。與此同時(shí)，其對(duì)于環(huán)境、情景、圖像、語音、自然語言等非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)強(qiáng)大的分析處理能力，有望快速應(yīng)用于互聯(lián)網(wǎng)信息挖掘、金融投資與調(diào)控、醫(yī)療診斷、新藥開發(fā)、原子核物理探索、公共安全等一系列關(guān)系到經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的重要領(lǐng)域，引發(fā)新一輪技術(shù)和產(chǎn)業(yè)革命。積極推動(dòng)發(fā)展類腦智能的對(duì)策建議
隨著腦認(rèn)知和神經(jīng)科學(xué)的發(fā)展，類腦計(jì)算將引領(lǐng)新一代的智能革命，助推實(shí)現(xiàn)通用人工智能。因此，大力推進(jìn)類腦智能研究、構(gòu)建適合類腦智能研究的大環(huán)境以及促進(jìn)類腦計(jì)算研究成果的實(shí)質(zhì)性轉(zhuǎn)化，對(duì)增強(qiáng)國(guó)家綜合競(jìng)爭(zhēng)力，保障科技、國(guó)防、公共安全和推動(dòng)經(jīng)濟(jì)建設(shè)具有重大意義?；诖?，提出以下建議。
重視腦科學(xué)領(lǐng)域前沿核心技術(shù)的基礎(chǔ)研究腦科學(xué)基礎(chǔ)研究是驅(qū)動(dòng)類腦智能創(chuàng)新發(fā)展的源頭，對(duì)大腦生物學(xué)機(jī)理和運(yùn)行機(jī)制的認(rèn)識(shí)為類腦計(jì)算奠定了技術(shù)基礎(chǔ)，并在一定程度上直接決定了類腦計(jì)算的發(fā)展上限，甚至有可能進(jìn)一步形成類腦計(jì)算的技術(shù)代差。因此，我國(guó)發(fā)展類腦計(jì)算的首要任務(wù)就是要加強(qiáng)對(duì)大腦多尺度生物學(xué)結(jié)構(gòu)和信息處理機(jī)制的基礎(chǔ)研究，以此啟發(fā)構(gòu)建模擬大腦認(rèn)知功能的計(jì)算模型，為類腦計(jì)算提供有力支撐。
持續(xù)加強(qiáng)現(xiàn)有類腦科研平臺(tái)學(xué)科融合的開放力度類腦智能研究依賴于人工智能、計(jì)算機(jī)科學(xué)、腦與神經(jīng)科學(xué)、工程學(xué)、材料學(xué)等多個(gè)學(xué)科的高度融合匯聚創(chuàng)新。只有堅(jiān)持開放的研究環(huán)境，使上述學(xué)科實(shí)現(xiàn)深度實(shí)質(zhì)性融合協(xié)同以及相互借鑒與啟發(fā)，才有希望突破機(jī)器智能發(fā)展的瓶頸，實(shí)現(xiàn)具有通用認(rèn)知能力的人工智能。我國(guó)已建成的國(guó)家級(jí)類腦智能技術(shù)實(shí)驗(yàn)室、高校內(nèi)設(shè)立的類腦計(jì)算研究中心以及科研機(jī)構(gòu)建立的類腦研究平臺(tái)，應(yīng)持續(xù)加強(qiáng)學(xué)科融合的開放力度，建立存量資源整合與新增資源共享機(jī)制，整合腦科學(xué)與類腦研究領(lǐng)域優(yōu)勢(shì)資源，實(shí)現(xiàn)類腦智能的創(chuàng)新研究。
