專訪新氦類腦智能江偉杰：類腦技術究竟意義何在？
低功耗、高智能的類腦技術
類腦技術采用了和傳統計算機完全不同的架構，利用基于時序的脈沖神經網絡結構，處理復雜的計算任務。江偉杰舉了一個形象生動的例子，解釋基于時序的脈沖編碼和傳統二進制編碼的差別。
假設房間里裝了智能攝像頭，為了達到安防效果，它需要隨時在線，即使房間里大部分時間空空蕩蕩，它也必須一幀一幀拍攝下去。
但脈沖結構是事件驅動的，類腦技術的神經單元只有在接收或發出尖峰信號時才處于活躍狀態。這種結構下，系統只有在房間里有人闖入時才做出反應，若無事件發生，系統將保持閑置狀態，這將大大縮減計算量。
除此之外，類腦的計算原理與計算機二進制亦不同。江偉杰介紹，計算機二進制的世界是非黑即白的，只有對錯兩種選擇，但類腦的模擬計算世界不是簡單的二元論。
類腦芯片元件模擬了神經元被流過突觸的離子激活的工作原理，它通過交換梯度信號或權重信號激活，達到模擬人腦處理信息的目的。和人腦一樣，類腦芯片擅長的不是“粗暴”的二進制計算方式，而是高進制的復雜運算，例如推理、識別。
“類腦模擬計算的密度比二進制大很多，但精度上有所欠缺。”江偉杰告訴億歐。
“很多人談到類腦技術，總是要把它定位成比人工智能更高級的存在，但這種態度我并不認同。”他直言，“人工智能在很多方面有非常獨特的優越性，類腦技術和人工智能的關系，應該是互補而不是替代的關系。在技術應用中，我們的態度很簡單，哪個好用就用哪個”。
舉例來說，AlphaGo用精妙的算法打敗世界冠軍李世石，展示了人工智能的巨大潛力。在9＊9的棋盤上，規則是固定的，系統只需要大量數據作為輸入，通過不斷訓練檢查結果，再校對調整參數，即能得到最優擬合方程。
“但下棋不會是類腦技術所涉獵的領域。”江偉杰說，“類腦擅長的是推理，是在小樣本、高噪聲環境下解決問題。”
如果說人工智能長于應對大樣本條件下的經典問題，那么類腦技術則是解決鮮有先例、不易總結的“疑難雜癥”。在現實應用中，兩種技術互為補充，讓各行各業更“智能”。
類腦前沿應用
2013年，歐盟人腦旗艦計劃發布，該項目如是表明類腦技術的重要性：“在未來10到20年內，誰要引領世界經濟，誰就必須在這個領域領先。”
在此后的多年里，類腦技術在全球取得了飛速進展。
2014年，美國IBM開發出與人腦類似的TrueNorth系統。它模仿人類大腦結構，每顆芯片內置100萬個模擬神經元和2．56億個模擬神經突觸，組成具有4800萬個神經元的網絡，智力水平抵得上一只小老鼠，而能耗僅為2．5瓦。
2019年7月，在美國國防部高級研究計劃局電子復興峰會上，英特爾隆重展示了其“Pohoiki Beach”芯片系統。它含有800多萬神經元，在人工智能任務中執行速度比傳統CPU快一千倍，能效提高一萬倍，已能勝任觸覺感知、假肢控制、玩桌足球等簡單任務。
時隔半月后，清華大學類腦計算研究中心施路平團隊發布“天機”芯片，登上《自然》（Nature）封面，實現了中國在芯片和人工智能兩大領域《自然》論文零的突破。這款芯片包含了大約4萬神經元和1000萬突觸，被搭載在自動行駛自行車上，能夠實現目標探測和追蹤、語音識別、避障、平衡控制、自主決策等多項功能。
“盡管芯片產業西方領先，但在類腦這一全新技術上，大家在同一起跑線上。”江偉杰說。
天機芯不僅是世界首款異構融合類腦芯片，也是首款既支持脈沖神經又支持人工神經網絡的智能芯片。它融合了計算機科學和腦科學領域的技術優勢，成為第六屆世界互聯網大會上15項世界互聯網領先科技成果之一。
在類腦技術研發上，中國比肩西方，甚至走在了前列。而在行業應用上，江偉杰所在的新氦類腦智能平臺，致力于為整個產業共享核心資源，孵化類腦技術的具體應用。
江偉杰向億歐介紹了幾個類腦技術的應用案例。
例如，某藥企在產品銷售過程中，經常發現有渠道利用規則漏洞作虛假交易，以騙取業績提成。傳統方法是請審計專家做風險提示，準確率大概在15％左右。后來藥企訴諸AI技術，但當專家測試交易模型后，卻發現結果的準確率僅達到5％，原因在于復雜的高噪聲環境中，算法模型準確性大大降低。
而當類腦技術被用于檢查虛假交易時，系統僅僅用最原始的個別交易記錄，通過本地學習、推理演繹，便將風險提示命中率提高到60％左右，大大節省了人工成本。
再例如，某些大型工廠需要檢查設備是否出現裂縫，由于數據量稀少，AI算法在小樣本環境下近乎失效。但類腦系統利用推理方式，可以通過已有的模型去適應這些樣本或小樣本場景，很好地解決了這一問題。
“在垂直應用上，類腦技術還有很大的發揮空間。”江偉杰說道。目前，類腦技術在個別高噪聲、小樣本場景下已有嘗試，對于經典人工智能算法表現好的場景，倒不見得有優勢。
“我們不僅要懂技術，更要理解中國廣闊的應用場景，理解社會環境。”當談到未來，江偉杰如是展望，“我相信未來10年，中國類腦技術一定會取得大發展。”
相比于計算機“單純”的零一世界，類腦的世界復雜、多樣，充滿了重重挑戰。當前，無論在前沿技術研發，還是垂直行業應用上，中國都取得了卓越的進步。在制度不斷完善、技術不斷改進的未來，人腦讀懂人腦，將不是夢想。
作者：黃依婷
分享
請輸入評論內容...
請輸入評論/評論長度6~500個字
