模擬神經(jīng)系統：新型芯片將有自主學(xué)習能力

　　據《紐約時(shí)報》報道，電腦已進(jìn)入能夠從自己的錯誤中吸取教訓的時(shí)代，這種發(fā)展將使數字世界能依靠自己的大腦。新型電腦芯片的首個(gè)商用型號預計將在2014年發(fā)布。其不僅可以自動(dòng)完成現在需要艱苦編程的任務(wù)，如平緩有力地移動(dòng)機器人的手臂，而且還可以避免錯誤甚至容忍錯誤，使“電腦死機”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算方法，是根據生物原理，具體說(shuō)就是神經(jīng)元如何對刺激做出反應并與其他神經(jīng)元聯(lián)系翻譯信息而開(kāi)發(fā)的。其允許電腦在執行任務(wù)時(shí)接收新的信息，并根據信號的變化調整所做的事情。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，執行某些人類(lèi)做起來(lái)很輕松的功能：如看、說(shuō)、聽(tīng)、導航、操作和控制。

　　這將對面部和語(yǔ)音識別、導航和規劃等任務(wù)發(fā)揮巨大的作用，目前這些任務(wù)仍然處在初級階段，很大程度上都依賴(lài)于人的編程。設計師們稱(chēng)，這種計算方式可為機器人在現實(shí)世界中安全行走和駕車(chē)鋪平道路，雖然會(huì )思考或有意識的計算機，如科幻小說(shuō)中的主角，離現實(shí)依然還很遙遠。加州電信和信息技術(shù)學(xué)院院長(cháng)、天體物理學(xué)家拉里·斯馬爾(LarrySmarr)表示：“我們正在從工程設計計算系統轉向有很多生物計算特征的系統。”

　　傳統計算機受制于所編的程序。例如，計算機視覺(jué)系統只能“識別”用面向統計數據的算法確定的物體。算法如同食譜，由一步一步的指令完成計算。但去年，谷歌研究人員開(kāi)發(fā)了被稱(chēng)為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )的機器學(xué)習算法，無(wú)需看管就能執行鑒別任務(wù)。該網(wǎng)絡(luò )掃描了由1000萬(wàn)張圖片組成的數據庫，并由此識別貓這種動(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(hù)更準確地找到特定照片。

　　新的計算方法是在腦科學(xué)知識爆炸式發(fā)展下催生。負責斯坦福大學(xué)BrainsinSilicon研究項目的計算機科學(xué)家夸比納·波恩(KwabenaBoahen)表示，其也有局限性，因為科學(xué)家對大腦活動(dòng)還遠沒(méi)有了解。他稱(chēng)：“我們沒(méi)有線(xiàn)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。”

　　直到現在，計算機的設計還是出于大約65年前數學(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)了模擬大腦的超級計算機，包含約100億個(gè)神經(jīng)元，為人類(lèi)大腦神經(jīng)元數量的10%以上，速度比人腦慢約1500倍。另外，該電腦需要消耗數兆瓦的電力，而生物大腦僅需20瓦的電力。

　　IBM和高通以及斯坦福大學(xué)的研究團隊，已經(jīng)設計出神經(jīng)形態(tài)處理器。高通表示，將在2014年推出商用型號，預計將主要用于進(jìn)一步開(kāi)發(fā)。此外，很多大學(xué)現在都關(guān)注這一新的計算方式。今年秋天，美國國家科學(xué)基金會(huì )(NSF)與哈佛大學(xué)和康奈爾大學(xué)一起，資助了位于美國麻省理工學(xué)院的新研究中心人腦及機器思維中心(CenterforBrains,MindsandMachines)。