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張鈸院士:我看類腦計算現在靠譜了。

 發布于:2015-04-22 14:53   瀏覽:

 隨著歐、美、日相繼啟動各種人腦計劃,中國也將全面啟動自己的腦科學計劃。據媒體報道,“中國腦計劃”已獲國務院批示,并被列為“事關我國未來發展的重大科技項目”之一,將從認識腦、?;つ院湍D餑勻齜較蛉嫫舳?。

上海將腦科學與人工智能列為重大科技項目

在上海市政府、中國科學院、中國工程院聯合主辦的主題為“腦信息與人工智能”的東方科技論壇上,中科院院士、復旦大學腦科學研究院教授楊雄里介紹,“中國腦計劃”已經籌備了兩三年時間。其間,相關合作單位多次醞釀討論,并最終形成共識。楊雄里說,認識腦、?;つ院湍D餑勻矯嫻難芯拷緯?ldquo;一體”(腦認知原理的基礎研究)“兩翼”(腦重大疾病、類腦人工智能的研究)的研究格局。

近幾年,根植于腦科學的人工智能研發取得突破性進展,引發了新的科技和產業革命。據介紹,類腦計算和人工智能研究是“中國腦計劃”的重要組成部分。上海市政府已將腦科學與人工智能列為市重大科技項目,復旦大學也牽頭聯合十幾所高校及中科院研究所,成立了“腦科學協同創新中心”,積極推進和參與“中國腦計劃”的實施。

據悉,上海的腦科學與人工智能研究項目將以類腦人工智能研發與產業化為核心,從下述的“濕”“軟”“硬”和“大規模服務”這四個方向展開。具體包括:構建腦科學大數據和腦模擬平臺,解析大腦認知和信息處理機制,即通常意義上的生物實驗(濕);發展類腦人工智能核心算法,研發類腦人工智能軟件系統,如最近十分流行的深度學習算法就是一個特例(軟);設計類腦芯片和類腦機器人,研發類腦人工智能硬件系統,從各種智能可穿戴設備到工業和服務機器人(硬);開展類腦技術在包括腦疾病在內的重癥疾病的早期診斷、新藥研發以及智能導航、智能專業芯片、公共安全、智慧城市、航空航天新技術、文化傳播等領域的應用研究,推動新技術產業化(大規模服務),并引進和培養類腦人工智能領域交叉學科人才,使上海在即將到來的智能技術科技浪潮中占據領先地位,成為東方生物腦智能技術中心、類腦人工智能人才的集聚高地。

楊雄里院士:籌劃中國腦科學計劃的兩個問題

以闡明腦和神經系統的工作原理和機制為目標的腦科學(神經科學),是生命科學乃至所有自然科學領域中發展最為迅速的分支之一,通常被認為是自然科學的“最后疆域”(last frontier)。腦科學研究目前正在掀起新的高潮,反映了它所蘊涵的科學意義,以及對人類社會發展的推動作用,正日益深刻地為人們所認識。在科學界和政府的高度專注下,美國、歐盟和日本相繼提出了各自的腦計劃。中國神經科學家們,以不遑多讓的歷史使命感和拳拳愛國之心,建議籌劃“中國腦計劃”,以大力加強我國腦科學研究,這一建議得到了政府部門的積極回應。在科技部的領導下,“中國腦計劃”正在緊鑼密鼓地籌劃中。在籌劃過程中,科學家們已經涉及到許多值得注意的共性問題,如基礎與臨床、應用的結合,基礎研究對產業和社會發展的推動,新技術、方法的研發和應用等等。在本文中我想就以下二個問題略陳管見,一是“中國腦計劃”如何努力體現中國特色;二是在籌劃“中國腦計劃”時如何考慮我國腦科學的可持續發展。

一、關于“腦計劃”的中國特色

我國腦計劃的中國特色至少需要考慮以下幾點。在基礎研究方面,不僅應該考慮學科發展的前沿,也需要考慮我國的研究基礎、隊伍,以及是否有獨特的思路等各種因素。以神經環路(由神經細胞特殊的連接點——突觸形成,是腦的基本功能單元)為例,神經科學界均認為解析其功能原理及機制是腦科學的前沿關鍵問題之一,但是以解析實施哪些功能的神經環路為目標,凝煉什么科學問題,則需要考慮到我國的特殊情況,這樣才有可能在有限的人力、物力條件下,在較短時間內形成優勢,從而在激烈的競爭中搶占先機。在臨床相關問題的研究方面,顯然需要考慮到我國神經系統疾病的發病率和特點。此外,我國在這方面的一個優勢是,擁有最廣大的各種疾病的患者群;如果經過科學的組織,有可能形成種類齊全、資料完整的樣本庫,這是使我國有關研究走在前列的重要基礎。在類腦人工智能研究方面,如果能夠緊密聯系產業發展、轉型的重大需求,無疑將在創新驅動經濟發展、社會進步的進程中起到更重要的作用。

二、關于促進腦科學的可持續發展

腦科學既然是自然科學的“最后疆域”,涉及的是對人類具有根本意義的重大問題,我們必須對其研究進程的長期性有足夠的思想準備。對腦的高級功能的研究,特別是高級認知功能的研究,有其固有的復雜性。腦的高級功能是一種涉及大群神經元活動以及相互作用的動態過程,這種過程會因內、外環境的變化而顯現出極其復雜的、多維度的改變,這種變化所導致的后果便是:腦活動的不確定性和難以重復(例如,幾乎無法在相同的物理環境中重復同樣的夢境)。這給實驗性研究帶來了許多困難。從另一個角度來看,這意味著腦高級活動(精神活動)遵循的規律并不完全與物質世界運動的規律相同,需要應用與通常實驗科學不同的技術、方法去探索新的規律。腦研究的另一個復雜性是,神經系統結構和功能不僅在機體發育的過程中不斷改變,而且在成熟后也不是一成不變的,會隨著環境、刺激等狀態而發生可塑性變化。總之,神經系統是一個不同于一般物理、化學系統,甚至一般生物學系統的一種特殊的系統。與這樣一個龐大無比、復雜的、又不斷變化的系統打交道,不可能一蹴而就。這就需要我們在籌劃“中國腦計劃”時,努力作好安排,以保證我國在研究方向和研究團隊方面的可持續發展,從而使對腦科學重大問題的探索不致半途而廢,功虧一簣。

清華大學類腦計算中心揭牌,全國類腦計算論壇召開

418日下午,清華大學類腦計算中心揭牌儀式在清華大學FIT樓多功能廳舉行,清華大學薛其坤副校長主持揭牌儀式,邱勇校長致辭。清華大學七個院系負責人同賀類腦計算中心成立,學術委員會主任張鈸院士說:“我看類腦計算現在靠譜了。”清華大學類腦計算中心主任施路平介紹了類腦計算中心的任務與規劃,類腦計算中心科研團隊的核心成員就類腦計算芯片系統設計、類腦計算芯片制程和集成、類腦計算仿真軟件、類腦計算建模和編碼,腦神經計算、類腦計算器件和材料等課題進行了研討。

419日,全國類腦計算論壇召開,清華大學類腦計算中心主任施路平主持論壇。中科院院士、復旦大學腦科學研究院教授楊雄里到會對中國腦計劃的方向進行闡述。來自全國各科研單位和高校的類腦計算專家針對神經形態器件和材料、類腦計算信息理論、類腦計算硬件系統設計、腦神經計算和類腦計算軟件模擬進行研討。其中中科院計算所陳天石研究員的報告題目是《寒武紀神經網絡計算機》,浙江大學潘綱教授的報告為《混合智能》,北京大學計算機系主任黃鐵軍教授的報告主題為《大腦功能模擬進展與設想》,上海交大陳海波教授的報告題目為《面向大規?;餮暗南低橙砑С幀?。

與會專家就類腦計算的熱點議題和中國腦計劃的內容進行了熱烈討論。

中科院自動化所成立類腦智能研究中心

415日,中科院自動化所類腦智能研究中心正式成立,整體性啟動類腦智能研究。

為推動研究所在類腦智能領域的科學研究,積極參與國家創新科研戰略,進一步推動未來智能科學與信息技術的發展,自動化所整合集結了研究所相關優勢學科方向與科研團隊,成立了類腦智能研究中心,協同進行類腦智能的科研和戰略推進。類腦智能研究中心將融合智能科學、腦與認知科學的多學科優勢,研究創新性的認知腦模型,實現類腦信息處理、類腦智能機器人等相關領域理論、方法與應用的突破。類腦智能研究中心的主要研究方向包括:多模態感知、自主學習與記憶、思維、決策、動作等相關的認知腦模擬、類腦多模態信息處理、以及基于神經機制的類腦機器人。

經過十二五期間的不斷凝練與提升,自動化所提出了類腦智能工程戰略,部署先期探索科研團隊,目前發展態勢良好。在戰略與科研初步探索階段,一方面積極向國家有關部門建言,同時開展基礎與探索性研究。目前在針對腦皮層認知功能的計算模擬、自主學習機制及其計算實現、腦知識圖譜、“手、眼、腦”協同的認知機器人等方面取得階段性進展。

自動化所認知腦模擬仿真平臺

  在學術交流方面,類腦智能中心積極開展廣泛的國內外合作。近期已與瑞士洛桑聯邦理工大學(EPFL)共建成立了“中瑞數據驅動神經科學聯合實驗室”,開展神經信息學平臺合作研究;與美國塔夫茨大學、波士頓大學合作開展認知腦模擬研究;并與中科院神經所、北京師范大學腦與認知科學研究院等單位保持密切合作關系。

  未來,類腦智能研究中心將進一步加強與國內外相關學術機構、產業界開展廣泛深入的合作,搭建類腦智能國際創新網絡,致力于成為腦與智能科學交叉領域國際領先的研究中心。




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