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2020年3月20日 星期五

From human brain to robot's artificial empathetic intelligence



源:Ai芯天下

最近這兩年時間,人工智慧成了最熱議的話題。目前的人工智慧是通過一定算法 + 數據學習得到正確的答案,這個算法與人腦的思考方式,還有很大的不同,所以在很多領域,依然有著非常大的局限性。

類腦智慧是利用神經形態計算,來模擬人類大腦處理資訊的過程,是人工智慧的終極目標。類腦智慧則會開啓一個全新的人工智慧時代,將會在認知智慧領域得到非常大的突破。屆時,人工智慧將可以替代 70% 的工作,影響每個行業的發展。


AI芯天下丨类脑智能成为人工智能发展的新路径

類腦智慧的定義
類腦智慧是受大腦神經運行機制,和認知行為機制啓發,以計算建模為手段,透過軟硬體協同實現的機器智慧。類腦智能具備資訊處理機制上類腦、認知行為表現上類人、智慧水準上達到或超越人的特點。2018 年 8 月,Gartner 公司發佈 2018 年新興技術成熟度曲線,公佈了 5 大新興技術趨勢,其中類腦智慧、神經晶片硬體和腦機介面,作為重要技術趨勢。

類腦智慧帶來的恐慌
很多人會恐懼人工智慧的到來,特別是類腦智慧的突破,認為這將會直接導致員工的失業。資本家考慮的是利潤的最大化,而透過人工智慧代替一部分腦力勞動者,從而節省人力成本,增加利潤,這個思考完全正確,也會是必然的發展趨勢。但失業並不等於沒有機會再就業,很多巨頭公司都開放了人工智慧平台,透過這些現有的開放的人工智慧平台,我們也可以完成再就業。

就像工業革命讓紡布工人失業一樣,就像機器人革命讓流水線工人下崗一樣,類腦智慧的發展,將會代替非常多的職位,同時也將解放人類的大腦,讓我們的大腦不再做重複性腦力勞動,進而向創意、創新等需要靈感的工作靠攏。

AI芯天下丨类脑智能成为人工智能发展的新路径

類腦智慧能解決人工智慧的瓶頸
目前,全球人工智慧核心產業規模已超過 500 億美元。

在下一階段,得益於技術持續進步和商業模式不斷完善,全球人工智慧市場需求將進一步快速釋放,帶動 2020 年全球人工智慧核心產業規模超過 1300 億美元,年均增速達到 60%。

不過,人工智慧雖然已取得長足的進步,但至今仍無一個通用智慧系統能夠真正接近人類水準。人工智慧的發展仍然存在著不少缺陷,這限制了人工智慧應用的全面推廣。

要突破這些瓶頸,需要新一代的智慧技術革命,類腦智慧正是人們的期待所在。類腦智慧研究的目標,就是透過借鑒腦神經結構,及資訊處理機制,實現機制類腦、行為類人的下一代人工智慧系統。它在資訊處理機制上類腦,認知行為和智慧水準上類人,目標是使機器實現,人類具有的多種認知能力,及其協同機制,最終達到或超越人類智慧水準。

類腦智慧的終極目標
類腦智能將成為弱人工智慧通往強人工智慧的途徑。強人工智慧觀點,就認為有可能製造出真正能推理,和解決問題的智慧機器,並且,這樣的機器將被認為是有知覺的,有自我意識的。目前類腦智能取得的進展,只是對腦工作原理初步的借鑒,未來的機器智慧研究需與腦神經科學、認知科學、心理學深度交叉融合,結合「硬技術」和「軟設計」(算法)的突破。到那樣一個時代,尋找到自我的可能性就更低了。

大至火箭發射、太空探測、國防裝備,小至手臂機器人、汽車噴漆、無人駕駛汽車、看病診斷、天氣預測,包括機器人足球賽等等,無不和智慧科學息息相關,它已經深入到百姓日常生活的各個領域。

未來在交通方面會更加智能化,智能交通系統是一種先進的運輸管理模式。一個成功的智慧交通系統,要做到人、車、路整個大系統的協調,透過蒐集資訊來計算:路能容納多少車,客流量需要多少車,車怎麼發揮最大的效益,最終做到有人必有車,有車必有路。

智慧家居系統,則為普通消費者提供人性化、主動管家式的服務系統。當主人外出時,可以命令各種系統自動工作,比如關掉冷氣、音響和電視機的電源,接電話自動留言等。當主人回家後,可以發出指令,打開空調,調節室內光線,開啓自動做飯系統做飯、煮咖啡等。

到 21 世紀中葉,人類生命的形式也許會發生變化。智慧晶片的植入將增強人類的思考能力,並且開始向一種新型的人/機複合智慧形式過渡。

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類腦智能發展現狀
科技、經濟、社會發展對神經科學,和人工智慧技術發展提出了巨大的需求。以神經計、仿真記憶儲存、智慧機器為代表的策略性經濟成長點,也將成為搶佔未來 20-30  年智慧社會和超智慧社會發展先機的關鍵。經濟社會發展對神經科學和類腦人工智慧發展存在巨大需求。

當前,神經科學和類腦人工智慧技術,正處於國際大變革前夜,神經科學和類腦人工智慧,已經進入必須有所作為、不進則退的關鍵時期,需要加快重大科技計劃部署。

每一次技術的革新必將引起類腦科技進步,也只有與其他眾多技術一道發展,類腦科技才有強勁的發展動力。另外為了實現類腦科技進步,加入、參與國際合作是捷徑。當前類腦技術研究可以說與國際站在一起跑線上,所以必須抓住這關鍵時點,爭取有所作為,搶佔未來 20 到 30 年智慧社會和超智慧社會發展先機。

類腦智慧爆發的背後原因
互聯網大腦的形成不是一蹴而就,在 1969 年網路誕生之後,其結構和功能不斷迭代,特別在 21 世紀以後,網路從類腦的神經元,感覺神經系統、運動神經系統、中樞神經系統、神經纖維等等方向不斷加速進化,在 20 年的時間裡,為今天類腦巨系統的爆發奠定基礎。

2020年之後,以人類群體智慧和互聯網人工智慧,為代表的兩大智慧方式,在智慧社會的發展中不斷融合和互補,形成互聯網類腦巨系統的左右大腦架構,驅動智慧社會不斷向前進化。

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科類腦智慧域面臨的難題
1.視覺感知難。但自然條件下,視覺圖像由於光線、視角、物體運動等,多類不穩定因素的綜合影響,很難被準確辨識。儘管一系列性能優異的深度學習理論模型大量湧現,但複雜環境中的視覺感知,依然是一大難點,目前突破有限。

2.溝通交流難。機器人「聽懂」後,其「中樞系統」會做出相應的動作指示,或透過語音合成器模擬人類說話。在嘈雜的現實環境中,現有的語音辨識技術很難成功,而高效地實現語音辨識、理解和處理操作。

3.大腦思考難。隨著機器人應用範圍的不斷擴充,「大腦」容量、思維速度等都有更高要求。目前科學家們嘗試著將雲計算、雲儲存等先進技術引入到機器人後台上,努力讓機器人「大腦」向著資訊更豐富、運算更快、反應更準確、學習更靈活的方向邁進。

結尾
類腦智慧技術充分學習人腦的思維模式,從仿生角度努力尋求人工智慧的突破。這一熱門學科前景誘人,應用範圍廣闊。科學家們曾預言一個國家類腦智慧的發展水平,將極大程度影響該國在軍事、工業等眾多行業的發展,因此類腦智慧技術的發展顯得尤為重要與急迫。


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