模擬神經(jīng)系統(tǒng)：新型芯片將有自主學(xué)習(xí)能力

　　據(jù)《紐約時(shí)報(bào)》報(bào)道，電腦已進(jìn)入能夠從自己的錯(cuò)誤中吸取教訓(xùn)的時(shí)代，這種發(fā)展將使數(shù)字世界能依靠自己的大腦。新型電腦芯片的首個(gè)商用型號(hào)預(yù)計(jì)將在2014年發(fā)布。其不僅可以自動(dòng)完成現(xiàn)在需要艱苦編程的任務(wù)，如平緩有力地移動(dòng)機(jī)器人的手臂，而且還可以避免錯(cuò)誤甚至容忍錯(cuò)誤，使“電腦死機(jī)”這個(gè)術(shù)語(yǔ)成為歷史。

　　已經(jīng)在一些大科技公司使用的這種新計(jì)算方法，是根據(jù)生物原理，具體說(shuō)就是神經(jīng)元如何對(duì)刺激做出反應(yīng)并與其他神經(jīng)元聯(lián)系翻譯信息而開(kāi)發(fā)的。其允許電腦在執(zhí)行任務(wù)時(shí)接收新的信息，并根據(jù)信號(hào)的變化調(diào)整所做的事情。未來(lái)幾年，這種方法將可能開(kāi)發(fā)出新一代的人工智能系統(tǒng)，執(zhí)行某些人類做起來(lái)很輕松的功能：如看、說(shuō)、聽(tīng)、導(dǎo)航、操作和控制。

　　這將對(duì)面部和語(yǔ)音識(shí)別、導(dǎo)航和規(guī)劃等任務(wù)發(fā)揮巨大的作用，目前這些任務(wù)仍然處在初級(jí)階段，很大程度上都依賴于人的編程。設(shè)計(jì)師們稱，這種計(jì)算方式可為機(jī)器人在現(xiàn)實(shí)世界中安全行走和駕車鋪平道路，雖然會(huì)思考或有意識(shí)的計(jì)算機(jī)，如科幻小說(shuō)中的主角，離現(xiàn)實(shí)依然還很遙遠(yuǎn)。加州電信和信息技術(shù)學(xué)院院長(zhǎng)、天體物理學(xué)家拉里·斯馬爾(LarrySmarr)表示：“我們正在從工程設(shè)計(jì)計(jì)算系統(tǒng)轉(zhuǎn)向有很多生物計(jì)算特征的系統(tǒng)。”

　　傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)受制于所編的程序。例如，計(jì)算機(jī)視覺(jué)系統(tǒng)只能“識(shí)別”用面向統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的算法確定的物體。算法如同食譜，由一步一步的指令完成計(jì)算。但去年，谷歌研究人員開(kāi)發(fā)了被稱為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的機(jī)器學(xué)習(xí)算法，無(wú)需看管就能執(zhí)行鑒別任務(wù)。該網(wǎng)絡(luò)掃描了由1000萬(wàn)張圖片組成的數(shù)據(jù)庫(kù)，并由此識(shí)別貓這種動(dòng)物。今年六月谷歌表示，已使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來(lái)開(kāi)發(fā)了新的搜索服務(wù)，幫助客戶更準(zhǔn)確地找到特定照片。

　　新的計(jì)算方法是在腦科學(xué)知識(shí)爆炸式發(fā)展下催生。負(fù)責(zé)斯坦福大學(xué)BrainsinSilicon研究項(xiàng)目的計(jì)算機(jī)科學(xué)家夸比納·波恩(KwabenaBoahen)表示，其也有局限性，因?yàn)榭茖W(xué)家對(duì)大腦活動(dòng)還遠(yuǎn)沒(méi)有了解。他稱：“我們沒(méi)有線索，我是一位工程師，我開(kāi)發(fā)產(chǎn)品，但這些冠冕堂皇的理論中沒(méi)有一個(gè)可以讓我開(kāi)發(fā)一些東西。”

　　直到現(xiàn)在，計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)還是出于大約65年前數(shù)學(xué)家約翰·馮·諾伊曼(JohnvonNeumann)提出的想法。不過(guò)IBM去年宣布，其已開(kāi)發(fā)了模擬大腦的超級(jí)計(jì)算機(jī)，包含約100億個(gè)神經(jīng)元，為人類大腦神經(jīng)元數(shù)量的10%以上，速度比人腦慢約1500倍。另外，該電腦需要消耗數(shù)兆瓦的電力，而生物大腦僅需20瓦的電力。

　　IBM和高通以及斯坦福大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)，已經(jīng)設(shè)計(jì)出神經(jīng)形態(tài)處理器。高通表示，將在2014年推出商用型號(hào)，預(yù)計(jì)將主要用于進(jìn)一步開(kāi)發(fā)。此外，很多大學(xué)現(xiàn)在都關(guān)注這一新的計(jì)算方式。今年秋天，美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)(NSF)與哈佛大學(xué)和康奈爾大學(xué)一起，資助了位于美國(guó)麻省理工學(xué)院的新研究中心人腦及機(jī)器思維中心(CenterforBrains,MindsandMachines)。