IBM研製認知計算機模擬人腦具有思維 | 陽光歷史

 

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IBM研製認知計算機模擬人腦具有思維

2016年11月10日 科學探秘-短篇 暫無評論 閱讀 70 次

據國外媒體報道,IBM宣佈,它將領導一項由政府資助的聯合項目研製可以模擬人類大腦的電子線路。該研究領域的一個部分被成為「認知計算機技術」,該項研究將有賴神經生物學家,計算機和材料科學家以及心理學家的通力合作。

  完美風暴


  美國國防部高級研究項目局已經為該研究項目的第一階段撥款490萬美元(327萬英鎊)。開發出的新技術可以用於大規模的數據分析,決策或圖像識別。


  領導此次聯合研究的IBM科學家達門德-莫哈說:「大腦具有一種驚人的將跨意識的多重含義信息整合能力,它可以毫不費力的創建時間,空間和物體的種類,以及得出感官數據的相互關係。大腦可以完成各種無與倫比的技藝,令現在的計算機望塵莫及。」


  認知計算機技術的關鍵是通過對大腦的結構、動力學、功能和行為的逆向工程設計出具備人類思維能力的智能機器。IBM將聯合美國的五所大學進行一項雄心計畫,該項目目標是將我們從真正的生物系統中所掌握的知識與超級計算機神經元的模擬結果整合起來。然後首次生產出一個可以模擬人類大腦的電子系統。該項目的長期目標是研製出具備貓大腦複雜性的系統。莫哈教授說,現在是開展這樣一個跨學科項目的合適時間,因為在他稱為「完美風暴」這個領域需要同時進行各不相同的三種研究。


  研究簡單動物的神經科學家已經掌握了有關神經元和連接它們的神經腱的內部工作原理的大量信息,科學家利用這些信息可以繪製一個簡單大腦的布線圖。利用從生物學研究中獲得的知識,超級計算機技術可以模擬大腦活動,達到小型哺乳動物大腦的複雜程度。莫哈去年領導一個科研小組利用BlueGene超級計算機對老鼠大腦進行了模擬,該老鼠大腦由5500萬個神經元和大約5000億個神經腱組成。莫哈說:「但是,真正的挑戰是表明,我們能從真的電子設備即納米技術的未來對大腦的模擬中學到什麼。」


  現在我們所掌握的技術最近只能夠達到這樣一個階段,那就是能夠研製出相當於來自真正大腦的神經元和神經腱密度(每平方厘米100億個)的結構。


  網絡技術


  研究人員一直在使用一些被稱為神經網絡的計算機碼來表現神經元的連接。它們可以通過編寫的程序解決某個特定的問題,這種行為與學習相似。但是這種方法有著根本性的差異。莫哈說:「神經網絡和人工智能的問題是它們試圖一次設計出一種有限的認知功能。他們首先設定一個目標,然後設計出一種算法予以解決。」最終目標是研製出一個電路,這個電路具備貓大腦的複雜性。「我們試圖對遠期目標進行一個180度大轉變:首先尋求一種算法,然後再解決問題。我們正在研究大腦的內核和其宏觀電路,這些的功能具有廣泛應用。」


  問題不在於現在的神經元型的電路系統,大腦的適應性在於它們對連接神經元的神經腱的調節能力。神經腱連接的連通,斷開以及增強或減弱依通過它們的信號而定。研製出能夠實現上面所說的納米級材料是該項目的主要目標之一。莫哈說:「大腦與其說是一個神經網絡,不如說是一個神經腱網絡。」


  第一設想


  將問題解決置於問題之前的根本性改變使得這種設備的潛在應用具有無限的廣闊前景。從明確的編程功能的限制中擺脫出來,計算機可以彙集不同的信息,根據經驗對其權衡,獨立地形成記憶,開始以一種目前我們所稱的思維所專有的方式解決問題。


  荷蘭格羅寧根大學醫學中心神經成像中心主任克裡斯坦-克伊斯說:「這是一種有趣的嘗試,模擬人類大腦具有廣闊發展前景。」但是,他警告說,現在的資助程度對於這樣一個大規模項目是不夠的,該項研究需要很多學科的專業知識,這意味著這個項目在它所處這個領域是史無前例的。莫哈承認,所要實現的目標遠非只是一個雄心計畫,他說:「我們不只是實現一個本壘打,而是實現一個滿壘本壘打。」


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