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TUhjnbcbe - 2022/7/7 15:30:00
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出自:战略研究室

中国科学院上海微系统与信息技术研究所

类脑智能是以计算建模为手段,受脑神经机制和认知行为机制启发,并通过软硬件协同实现的机器智能。类脑智能系统在信息处理机制上类脑,认知行为和智能水平上类人,其目标是使机器以类脑的方式实现各种人类具有的认知能力及其协同机制,最终达到或超越人类智能水平。由于类脑智能的手段主要是从机制上借鉴脑,而不是完全模仿脑,其对应的英文术语为“Brain-inspiredIntelligence”。

神经科学和计算科学的突飞猛进,推动了许多雄心勃勃的大脑研究计划浮出水面。年,欧盟与美国两项脑科学重大计划的提出,将该领域的研究热潮推向一个新高度。欧盟“人脑计划(HBP)”侧重于以超级计算机技术来模拟脑功能,为人工智能的开发建立新研究平台,进一步带动仿生的发展;美国“通过推动创新型神经技术开展大脑研究(BRAIN)”计划则更加重视脑科学研究新工具和新技术的开发,从而带动基于基础性研究的新学科和新产业的发展;此外,日本于年出台的为期10年的“Brain/MINDS计划”,则聚焦于以狨猴大脑为模型研究脑功能和脑疾病的机理。尽管各国脑计划不完全相同,但最终目标均是了解大脑,并将研究成果用于脑部疾病治疗和人工智能开发。

一、  国外类脑智能研究机构

瑞士洛桑联邦理工学院(EPFL)建立了脑与心智研究所(BrainMindInstitute),其科研团队包含了基础神经科学、计算神经科学、人工智能、机器人相关的科研人员,共同从事瑞士蓝脑计划、欧盟脑计划相关的研究。主要研究内容包括:脑功能和脑功能障碍机理,特别聚焦神经元退化和与压力有关的精神病理学;突触、微电路功能,行为水平和新陈代谢的分子和细胞机理;人体的感官和认知系统;设计神经紊乱后的创新型干预机理以恢复感觉功能。

图一:瑞士洛桑联邦理工学院基础神经科学研究

美国麻省理工学院成立了脑、心智与机器研究中心(CenterforBrain,MindandMachine,MIT),由著名计算神经科学家、人工智能专家TomasoPoggio教授领导。研究中心由美国国家自然科学基金委支持,旨在集结计算机科学家、认知科学家、神经科学家开展深度合作,开展智能科学与工程研究。其目前主要研究方向是感知学习、推理、神经计算。

斯坦福大学成立了心智、脑与计算研究中心(StanfordCenterforMind,BrainandComputation),由认知心理学家、人工神经网络专家JayMcClelland领导。该中心集成理论、计算和实验研究的方法,致力于研究感知、理解、思维、感受、决策的脑神经信息处理机制。

IBM的“类人脑百万神经元”芯片TrueNorth,尺寸只有邮票大小、重量只有几克的芯片能够集成几十亿个硅晶体管、数千个内核、万个类人脑神经元,性能可和超级计算机相媲美,而且功耗非常低,只有65毫瓦。TrueNorth芯片的研发与IBM参与美国国防部研究机构DARPA的SyNapse项目有关。SyNapse是“SystemsofNeuromorphicAdaptivePlasticScalableElectronics”的简称,这种具备自适应可塑可伸缩特点的电子神经系统的目标是打破速度提高和能量损耗之间的发展瓶颈,突破现有的技术体系。IBM最新研发的旨在模拟神经元和突触的神经芯片将打破传统架构以往70年来的工作模式,该项技术将作为强有力的工具支持人类开发出拥有百万兆级速度的新一代超级计算机,其速度是当前最高级别的千万亿级系统(每秒千万亿次浮点运算)的50倍(或者说改善了两个数量级)。与人脑一样,神经突触系统也能显著降低能耗和空间需求。美国劳伦斯-利弗莫尔国家实验室、美国空*研究实验室(AFRL)均购买了IBM的TrueNorth芯片。

图二:IBMTrueNorth芯片核心阵列

二、  国内类脑智能研究机构

年,以中科院上海生科院神经科学所为牵头单位,中科院脑科学卓越创新中心正式成立。卓越中心围绕脑科学基础与应用研究,聚焦重要前沿方向,在大脑工作机理研究领域,以先导科技专项(B类)“脑功能联结图谱”为牵引,

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