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关于脑计划和智能化浪潮的简单思考

已有 3134 次阅读 2015-12-5 21:48 |个人分类:坐井观天|系统分类:观点评述| 脑科学, 智能技术, 脑计划, 类脑智能

【去年底9月写的。最近参加了卓越年会后感觉这一想法正得到更多人的共识。所以把它发到博客上。仅仅是一个简单的思考。这次年会所听到的一些类脑智能的进展已部分超越文章所提的问题了。】


从历史上看,科技研究计划与国家的战略是密不可分的。最早的科技计划,一般与军事和益寿有关,为的是维护江山和延续统治。近代以来,公民社会产生后,西方的科技计划虽也带有部分国防的因素,但是国家层次的科技计划大多数还是基于获得产业战略制高点的角度来考虑的。科技是第一生产力,近代的几次科技革命,其突破都具有一定的特征:广泛的影响力渗透力和显著的提升能力与效率。蒸汽机的发明诞生了现代的工厂和制造业,后期的电力,自动化,计算机,互联网技术的发展,没有一个不是具有全社会影响力的划时代突破,这些新技术都以不同方式催生了新兴的产业,提高了生产的能力与效力,提升了人类的能力和生活方式。因此,站在历史的河流边上,我认为这一次的脑科学计划,应该瞄准一个新的科技革命---智能化革命。

 

为什么是智能化革命?

21世纪是生命科学的世纪,这句上个世纪影响了一代年轻人的话正在逐步成为现实。从科技革命的角度看,生命科学将参与推动三个大科技革命:1)生物技术革命, 2)智能化革命,3)生物智造革命。生物技术革命目前已经开始,随着基因技术的持续进步,人类认识、管理、生产和改造地球上生命体的效率大幅提高。生物智造将承接3D打印技术,掀起另一个制造技术的革命,彻底颠覆人类工厂和产品的方式和形态。这三大科技革命中,与神经科学最相关的是智能化革命。

任何一个大的科技革命需要满足三个条件:1)普惠性理论、技术和产品的发现与创造,2)对人类生产生活的广泛影响力和渗透力,3)重塑人类生产活动的要素配置,显著提升劳动能力与效率。火、造纸术和印刷术、蒸汽机、电、计算机、互联网、无线通信等工具所代表的科技革命均符合上述条件。智能化革命同样符合以上三个条件。问题是,智能化革命可能吗?

答案是:智能化革命已经处于爆发前夜。

目前计算机芯片已经达到约20nm的尺度,可以集成几亿个半导体元件;互联网技术进一步发展,大数据,云计算理论和技术有了新的突破;各类感受器和检测器技术发展到一定程度,摄像头扑捉图像的速度和精度都超过了人眼,机器分辨声音分贝和频率也早已超过生物耳朵的尺度,对语音的分析技术也进步很大,运动控制技术和材料的进步使得人形机器人的开发有了长足的进步。但是即使是这样,我们仍然无法将这些部件整合出一个智能水平超过儿童的系统。

为何?这其中最关键的一点---和人的智能类似的智能理论与实现技术,仍然有待攻克。现在从形态、环路、信号传递与控制机制方面对神经系统的认识已经深入到一定层次,在智能的认知上,人类快要走出中世纪的漫漫长夜,像发现牛顿力学和量子理论那样,发现智能的基础理论,并创造智能的实现技术。我相信,这一目标,必定会在未来一二十年做到。

 

智能化革命的关键理论和技术

智能化革命包括两个方面,智能理论与智能实现技术,这两方面都需要神经科学的突破。尽管我们对神经系统有了很多的认识,但是迄今为止,神经信号的编码、计算,智能的时序与空间实现逻辑,记忆的存储、调取等等方面,最核心的东西依然没有突破。智能理论的三大基础理论点是:

概念人类的认知活动是以概念作为基础元素的,我们形容名物、传情表意、归纳演绎均依赖于不同的概念。相比之下,计算机计算时却不是以概念作为基础元素的。计算机的整个逻辑系统构建于冯诺依曼逻辑体系之上,通过定义一定长度的二进制字节某种意义来进行信息的存储与分析,但是在存储和分析的时候依然是以字节来进行。这便是人脑和计算机最根本的区别。虽然计算机的运算速度超越人脑很多,但是计算机依然是一个只有分析计算能力而没有智能的机器。那么什么是概念?人脑中的概念是如何形成的?如何在机器中合成概念,并让机器以概念作为分析计算的基本元素呢?概念有内涵和外延,如何让智能系统学会概念的内涵,进而认识概念的外延?

 

学习 人的认知和学习是怎么进行的,和当前的机器的深度学习差别在哪里呢?

 

 

具象与抽象的转换与映射  。。。

 

智能化革命的学科交叉

纯做神经科学基础研究的人,可能会觉得这些东西的研究非常非常的基础,没有太多的实用价值。因而在向国家申请科学计划的时候,往往通过强调与健康和老龄化的关系,来烘托计划的现实意义。实际上,神经科学的现实意义非常的大,超过历史上任何一项技术。但是神经科学要实现这一宏图,就不能自己玩了。医学是一个交叉学科,他集聚了生命科学,医学,药学,物理学,化学,数学,计算机,互联网,心理学,材料学等基本所有学科的人才。同样的,面对一个认知系统,或者为了创造一个智能化的个体,他所需要集合的人才,也绝对不仅仅是神经科学家。因为现在智能技术的实现不能通过人,或者其它的生物体,现代科技所依托的依然是工厂里制造的电子机器。因此,智能化革命也将要集合机械电子、计算机、互联网,仿生学,基础材料、半导体设计等等其它方面的人才。只有集合这么多的人才,才能进行充分的学科交叉,才能创造一个创新的思想云,进而形成活跃而富有创建的群体性研发活动。




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