全国首个类脑智能技术及实验室落户合肥

像人类一样能理解会思考，流露喜怒哀乐等各种情感，甚至可以表达和感受“爱”……随着科技的飞速发展，科幻大片《人工智能》里的高级智能机器人，或许有一天就会站在我们的面前。 

类脑智能  驾驭未来。5月13日，由中国科学技术大学承建的全国首个类脑智能技术及应用国家工程实验室在合肥成立，该实验室的建设场地分两块：各个研究室在中科大科技实验楼，共2722平方米，而产业技术的转化就在咱高新区的中科大先研院1号研发大楼。据了解，该实验室是合肥综合性国家科学中心建设的重要内容，有望通过技术研发、成果转化和市场推广，进一步提高我国人工智能产业的“智慧含量”，构造全新的类脑智能产业，为“中国智造”提供强大技术支撑。

类脑智能  驾驭未来

“去年9月，国家发改委公布了国家工程实验室综合指南，中科大联合复旦大学、沈阳自动化所、中科院微电子所、百度公司申请了国家类脑实验室；今年1月，在国家发改委批复的两个人工智能国家工程实验室中，就有类脑智能技术及应用国家工程实验室，并由中科大牵头。”实验室主任吴枫是中科大信息科学技术学院执行院长，他介绍，中科大在类脑智能涉及的计算机、生命科学、物理、信息技术等方面都有很出色的研究。

实验室的建设场地分两块：各个研究室在中科大科技实验楼，共2722平方米；产业技术的转化在中科大先研院1号研发大楼。工程实验室的预算投资是1.4亿元；实行项目首席专家聘任制。

该实验室主要针对我国脑认知和类脑信息处理力较为薄弱的问题，围绕提升我国信息处理技术的类脑程度与智能水平的迫切需求，建设类脑智能技术应用研究平台，支撑开展类脑认知与神经计算机、类脑多模态感知与信息处理、类脑芯片与系统、智能机器人等技术的研发与工程化。

目前，人工智能科技进展正在逐日进步中，语音识别错误率从23.6%下降到5.9%，已达到人类听写水平。图像识别上，Top5错误率3.57%超越人类视觉能力。此外，在电视问答节目中，IBM沃森战胜人类冠军，还能10分钟诊断罕见白血病。阿尔法狗战胜了多国围棋高手。

对于在人工智能领域已有较好基础的合肥，类脑智能，这一与人类生活密切相关的新兴产业将成为合肥下一个千亿级重大产业，实验室的落地也将促成合肥以领跑者姿态推进产学研结合。

机器人将有人脑思维

吴枫介绍，类脑智能的发展目前还有三大瓶颈，比如脑机理认知不够清楚，“关注到的数据无法进行有效分析。”类脑计算模型和算法不精确，多脑区协同不完善；此外，计算与存储分离、并行度低、功耗高、规模有限，导致现有计算架构有制约。

在合肥成立的类脑智能工程实验室针对三大瓶颈进行突破，“研究领域跨度很广，从脑肌理、脑成像等方面来研究；对脑获取的数据要进行大数据分析，建立相应的计算模式，开发新型计算系统。”吴枫介绍，尤其侧重在计算芯片和系统方面开展研究，建立脑功能图谱探测平台、类脑多模态感知与信息处理、类脑芯片和系统；下一步，还包括量子人工智能、类脑智能机器人，全面推进人工智能的迭代发展。

类脑智能将带来怎样的场景。吴枫也做了揭秘。

类脑神经芯片，不仅是下一代的主流芯片，也是人工智能未来的发展重点。“现在我们使用的手机相对于原来电话、短信是智能很多，但很多功能的实现需要依托后台的计算中心进行识别、分析、运算后，再由网络返回手机。”这种情况下，网络通信不好、手机内存不足都会影响功能发挥。“若嵌入神经芯片，可随时随地理解人的语言、识别照片的场景和人物，能真正具备智能功效，成为人的伙伴。”

情感类机器人，不仅可以理解主人的情绪、也能有情感的自我表达。“情感是复杂、连续的，不仅有喜怒哀乐，而且是更自然的类人情感。”吴枫说，目前的明星机器人“佳佳”将在未来4-5年内有更好的情感表现。

更长远的应用还比如人机融合的芯片，“该芯片可以帮助治疗脑瘫患者。”比如，将人脑中损伤的部位切除，然后植入芯片，通过生物的方式修复，“但这需要较长时间的研究。”  杨萃   李军

延伸阅读

“模拟的人脑”如何变“人脑”？

人类大脑中神经构造十分复杂。研究人脑、模拟人脑，谈何容易!

“由于人的大脑非常复杂，我们对于脑机理认知不够清楚，尤其是不了解脑功能相关的神经环路结构和功能;类脑计算模型和算法不够精确，受计算架构和能力的制约，类脑智能研究肯定会有不少困难。”面对这些难题，吴枫却很有信心。他表示，实验室将通过研究脑认知与神经计算、类脑多模态感知与信息处理，实现类脑神经芯片与系统、类脑计算系统和量子人工智能的三大突破，最终形成类脑智能产业。

吴枫介绍，类脑智能实验室的主要内容分六大步。第一步，建立脑功能图谱探测平台，通过“模拟大脑的神经动态”，从而实现“处理感觉信息——感觉和运动——学习和决策”三个层面的认知。在探测过程中，对人脑进行大数据分析，让我们更好掌握人脑的运行规律。

第二步，建立类脑多模态感知与信息处理的一体化研发平台，也就是让“模拟的人脑”学着视觉感知、听觉感知和语言处理，最终实现类脑的智能决策。简言之，就是让类脑学会人脑的最基本功能。

第三步，建立类脑芯片与系统集成研发平台，构建计算存储一体化的仿生神经元，研制出高级类脑神经芯片，开展产业应用示范。类似于将这种类脑智能“装入”芯片，并“批量生产”，应用到多领域中。

第四步，建立集成异构计算单元的类脑计算平台，好比把成千上万的聪明人的智慧结合起来，实现大规模并行计算。

第五步，建立融合量子模拟与经典计算的一体化硬件平台，结合量子计算机的运用，研制出多模拟器并行的量子人工智能原型机，以量子技术为依托，实现“人脑+电脑”的“双脑计算”，建立新型计算系统。

最后一步，那就是类脑智能机器人了。实验室将研制具备自主能力的智能机器人，包括学习、记忆、自主学习与决策、手眼脑协同工作等这些人类拥有的能力都能“信手拈来”。

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