還不知道「類腦智能」是啥？那可是AI的終極目標！

06-12

作者：中國科學院自動化研究所

類腦智能、微重力流體實驗、深淵科考、智慧交通……這些高大上的概念你是不是都聽說過？但是，你真的了解它們是怎麼回事嗎？從今天起，大院er將陸續推出系列文章，用「微視頻圖文」的形式，帶你看懂那些高端的科研和科技成果！本期的主題為「類腦智能」。

「類腦智能」就是利用神經形態計算來模擬人類大腦處理信息的過程，這是當前人工智慧領域最新的熱點方向，也是人工智慧的終極目標。

類腦智能與腦科學研究全球競爭日益激烈

「類腦智能」在信息處理機制上與大腦相似、在認知行為和智能水平上與人類相似，最終目標是通過借鑒腦神經結構和信息處理機制，使機器以類腦的方式實現各種人類認知能力及協同機制，達到或超越人類的智能水平。

「類腦智能」與「腦科學」經常聯繫在一起，二者相互借鑒、相互融合的發展是國際科學界湧現的新趨勢。近年來，世界各國紛紛啟動「腦科學計劃」，搶佔未來技術制高點。美國2013年正式啟動「BRAIN計劃」，針對大腦結構圖建立、神經迴路操作工具開發等七大領域進行研發布局；歐盟2013年正式提出「人腦計劃（HBP）」，試圖在未來神經科學、未來醫學和未來計算等領域開發出新的前沿醫學和信息技術。加拿大、日本、德國、英國等也先後推出腦科學研究計劃。同時，許多國際企業紛紛推出「類腦智能」研究計劃，在以IBM、微軟、蘋果等為代表的龍頭企業的推動下，「類腦智能」受到高度關注。

國際首個深度融合腦智領域的研究機構

作為重要的前沿科技領域，類腦智能研究的大幕已經拉開，各大高校、科研院所、高新企業紛紛進軍該領域的相關研究。

早在2015年6月，中國科學院就成立了「中國科學院腦科學與智能技術卓越創新中心」，由中科院神經科學研究所與自動化研究所作為雙依託單位，這也是國際上第一個深度融合腦與神經科學、認知科學、人工智慧、計算機科學等不同領域的研究機構。卓越中心新布局研究領域涵蓋腦認知功能的基礎研究、腦疾病機理研究和早期診斷手段研發、腦研究新技術研發、類腦模型與智能信息處理、類腦器件與系統五大方向，中國科學院自動化所牽頭開展類腦智能領域的研究工作，並取得了階段性進展，讓我們一起來了解下自動化所的類腦智能研究成果，直觀的感受智能科技給未來社會帶來的變革。

我們的類腦智能可以做些什麼？

1. 生物腦模擬系統——自主學習能力

機器人能分辨出手中的貓玩偶是貓而不是老虎，是如今人工智慧領域非常高級的自主學習能力。在人工智慧學界，有一條著名的莫拉維克悖論，講的是要讓電腦同成人下棋是非常容易的，但要讓電腦像一歲孩子一樣感知和行動，卻是相當困難。

人工智慧科學家們正在不斷突破，比如說裝備了人工智慧大腦的無人機，它可以不需要程序設定，像人類一樣觀察現場，調整自身姿態，做出穿越窗戶的決策；而能夠模擬人類大腦的第二視覺系統的無人機則可以進行本能的閃避反應。

所有這些實驗，所依靠的是生物腦模擬系統，科學家們通過對人及其他哺乳動物進行腦的生理結構解剖，在計算機中重構腦腦模型，隨後，利用這個虛擬腦模型，分析和處理信息。

在生物中，海馬區可以幫助大腦在記憶過程中自動篩選過濾掉無用信息，而自從裝備了數字海馬區之後，機器人竟然也可以隨之獲得生物體記憶抗噪功能。

在未來，這種類腦智能的機器人，將走出實驗室，產業化進入人類生活，他們不僅可能擁有人類的感知、學習和決策能力，而且可以擁有更為強大迅捷的軀體，人類社會將發生革命性變化。

2.機器人也有了自我認知能力

在中科院自動化所中，有三個特殊的機器人，只要看到鏡子中有紅點露在它們身上，它們就會用手去抓，這個測試叫做鏡像測試，別看這個實驗看起來很簡單，但其實在自然界，只有黑猩猩和海豚這樣的高等生物才能通過這項測試，證明它們具備和人一樣的自我意識。

現在這三個全球首個以類腦方式通過鏡像測試的機器人，正在和我們一起生活在地球之上。在未來，將有更多這樣具有自我意識的機器人，改變我們的生活。

3. 人類腦圖譜繪製成功

人類腦圖譜未來發展將從標本走向活體，從粗糙走向精細，從單一的解剖結構描述到集成結構、功能和連接模式等多種知識的綜合描述，為實現類腦智能技術及腦科學和腦疾病研究的源頭創新奠定重要基礎。

中科院自動化所引入了腦結構和功能連接信息，對腦區進行精細劃分和腦圖譜繪製的全新思想和方法，系統建立了新一代人類腦圖譜繪製所需要腦亞區劃分的新理論和新方法，成功繪製出全新的人類腦網路組圖譜，該腦圖譜包括246個精細腦區亞區，比現有腦圖譜既具有更精細的腦區劃分、又具有亞區解剖與功能連接模式的全新活體腦圖譜。

該腦網路組圖譜發布之後，引起了國內外的廣泛關注，腦網路組圖譜的成功繪製入選兩院院士評選的「2016年中國十大科技進展新聞」，以及「2016年中國十大醫學進展」。

結語

我國《「十三五」國家科技創新規劃》提出部署「腦科學與類腦研究」重大科技項目，開展類腦計算與腦機智能研究，研究重點涵蓋腦神經計算、認知功能模擬、神經形態晶元和類腦處理器、腦機介面、類腦機器人等多個方面。

未來，我國的科研機構將會在「類腦科學」研究上不斷取得新的突破。「類腦智能」將形成新型智能形態，兼具生物（人類）智能體的環境感知、記憶、推理、學習能力和機器智能體的信息整合、搜索、計算能力，給我們的生產生活帶來更大的便利。

（文章首發於科學大院，轉載請聯繫cas@cnic.cn）