類腦計算：類人水平的通用智能系統
發布時間：2021-09-22 www.xstr.xyz
《“十四五”規劃綱要和2035年遠景目標綱要》提出在類腦智能、量子信息等前沿科技和產業變革領域，組織實施未來產業孵化與加速計劃，謀劃布局一批未來產業。受腦信息處理機制啟發，借鑒腦神經機制和認知行為機制發展類腦計算，已成為近年來人工智能與計算科學領域的研究前沿和關注熱點。
類腦計算旨在實現類人行為與類人水平的智能系統
類腦計算領域研究是從智能產生機理和本質出發的新型智能計算模型與方法，旨在將人的認知模型引入到人工智能系統中，實現具有腦神經信息處理機制和類人行為與類人水平的智能系統。目前有兩類主流技術方向。其一，通過科學手段觀察大腦內結構和功能運行機制，其后根據觀察結果模仿大腦功能。2008年，美國工程院把“大腦反向工程”列為本世紀14個重大工程問題之一，近年來歐盟和中國的“腦計劃”也將大腦高精度解析列為重要內容進行支持。其二，繞過解釋人腦這個更為困難的科學問題，通過結構仿真等工程技術手段間接達到功能模擬目的。采用光電微納器件模擬生物神經元，以及神經突觸的信息處理功能，網絡結構仿照大腦神經網絡，以期實現大腦類似的信息處理功能和系統行為。
類腦智能的目標是實現通用人工智能
類腦計算的研究方法主要受腦神經機制和認知行為機制啟發，結合現代信息技術理論，以計算建模為手段通過硬件、軟件和算法等多個層面對于現有的計算體系進行本質變革。具體來說，以多模態和多任務協同為核心，研究神經網絡微觀刺激調控和宏觀動態演化、視聽觸感認知通道及協同、長時短時記憶與決策、運動視覺與規劃控制等，建立具有生物和數學基礎的計算模型與學習方法，實現自主學習能力，其目標是制造類腦計算機，最終實現通用人工智能。
通過類腦芯片與計算平臺應對高能耗挑戰
目前的人工智能正在面臨著諸多挑戰，其中一項就是對于能源的大量需求造成的生態污染問題。類腦芯片-神經擬態芯片，能夠很好地解決這一問題，因此類腦芯片與計算平臺成為類腦計算重點研究領域。類腦芯片是指參考人腦神經元結構和人腦感知認知方式來設計的芯片，通過模擬人腦神經元信息處理機制的深度神經網絡進行建模，將深度神經網絡技術融合到計算芯片。再將認知計算平臺融入可量產的處理芯片中，以協處理的方式提升系統的認知計算性能。類腦芯片與計算平臺研究的動機是通過借鑒腦神經系統的工作原理,實現高性能、低功耗的計算系統。