理解了為什么要發(fā)展這樣一個技術(shù)?回答了這個問題,才能制造出類腦計算機系統(tǒng)天機芯片?,F(xiàn)在人類生活在一個數(shù)碼宇宙,萬事萬物隨時隨地聯(lián)系起來,構(gòu)成一個萬物互聯(lián)的數(shù)碼宇宙。類腦計算是借鑒腦科學(xué)的基本原理,面向人工的通用智能,基于神經(jīng)形態(tài)工程發(fā)展的新的計算技術(shù)。
這個宇宙成長非???,信息每兩年翻一番,整個宇宙迅速地膨脹,而且從來不退步,而這樣一個宇宙是基于我們現(xiàn)在的計算機架構(gòu),而計算機架構(gòu)又基于馮諾依曼架構(gòu)。
馮諾依曼架構(gòu)是我個人認為人類發(fā)展史上最簡潔、漂亮、對我們影響最大的一個架構(gòu),特點是計算和存儲分離,計算、存儲通過總線來回調(diào)度??梢栽O(shè)想一下,來回的調(diào)度耗費了很多的能量、耽誤時間、速度慢、造成了堵塞,所以就有了帶寬的瓶頸。
2017年圖靈獎的得主John L。Hennessy 和 David A。Patterson最近寫了一篇長文,得出的結(jié)論是:未來的10年是計算架構(gòu)發(fā)展的黃金10年。主要原因是,過去我們是用計算機做計算,而現(xiàn)在我們是用它處理信息,但數(shù)碼宇宙每兩年翻一番,所有能耗無法承受。
當(dāng)然,還有其它原因,那就是我們現(xiàn)在生活在一個人工智能時代,人工智能取得了非常大的成績,盡管AlphaGo戰(zhàn)勝世界圍棋冠軍,但人工智能仍然有很多的瓶頸,簡單來說人工智能的發(fā)展必須滿足5個條件:
1、充足的數(shù)據(jù)。2、決定性的問題。3、完備的知識。4、靜態(tài)。5、單一的系統(tǒng)。
舉個例子,如果讓智能機器人自主地走向一個目的地,事先不進行編程它是無法做到的,我們?nèi)祟愑昧藥啄甑臅r間建立起這個概念:在哪里、怎么出去、走門、走窗戶,所有的這些都與通用智能有關(guān),所以我們的結(jié)論是:要發(fā)展一個人工通用智能。
要發(fā)展人工通用智能,我們必須向腦學(xué)習(xí),因為腦是整個宇宙目前唯一的一個通用智能體。把人腦和電腦相比,雖然兩個系統(tǒng)原理不同,但二者有很強的互補作用。
所以,可以通過借鑒腦科學(xué)的基本原理,來改造現(xiàn)在的計算機系統(tǒng)。發(fā)展類腦計算是發(fā)展人工通用智能的一個非常重要的部分,因為這是計算的基石。
發(fā)展人工通用智能并不是最近才有的想法,如果我們翻閱圖靈、馮諾依曼這些大科學(xué)家早期的文章,不難發(fā)現(xiàn)這是科學(xué)家們一直以來的夢想。
為什么現(xiàn)在是發(fā)展人工通用智能最好的時候呢?因為隨著精密儀器的發(fā)展,人類對腦了解的越來越多,現(xiàn)在似乎到了一個理解腦的關(guān)口。超級計算機的發(fā)展可以幫助科學(xué)家做非常棒的模擬仿真,省錢、省力又省時間的大數(shù)據(jù)和云計算給科學(xué)家提供了一個像腦一樣復(fù)雜的系統(tǒng),和腦交相呼應(yīng),這樣我們就可以共同研究、互相促進。
另外,隨著納米器件的發(fā)展,科學(xué)家可以去發(fā)展電子器件,能耗能達到人類大腦神經(jīng)元和突觸這樣的水平,所以現(xiàn)在是發(fā)展人工通用智能最好的一個時機。
發(fā)展類腦計算去支撐人工通用智能,在這里面腦起了非常大的作用,它到底起了一個什么作用?
13年前,有感于摩爾定律在二三十年后將要到頭,所以我開啟了類腦計算的研究,雖然我自認為自己研究做的還不錯,但在類腦計算方面,我忽然感到自己不會做研究了,因為這個領(lǐng)域沒有文獻,很多東西需要自己摸索,所以感到非常的苦惱。
有一次我去爬山,故意讓自己鉆進森林,不出意外,我迷路了。后來我就根據(jù)太陽來判斷方向,盯著一個方向一直走、一直走,一直走到高速公路上,攔了一輛車。還有一次,我在陰天進入了森林,也迷路了,我就想了一個辦法:一直往高處爬,爬到最高的地方,盯住一個點一直走、一直走,最后又走到高速公路上,攔了一輛車回家了。
通過這兩件事情,我就開始思考,大腦在這里面起的是指南針的作用,給我提供的是方向感。
做科學(xué)研究,我喜歡選擇領(lǐng)域比較難的來做,因為我覺得越難做的反而越容易,因為太容易的領(lǐng)域會有很多競爭者,很難做到領(lǐng)先。如果是比較難的領(lǐng)域,做著做著可能旁邊就沒人做了,自己反而可以領(lǐng)先,但有一個前提條件:方向必須是正確的,如果你走到一條錯路上,那就很尷尬。
人類的智能是建立在碳基上的,在硅基上我們已經(jīng)建造了現(xiàn)在的數(shù)碼宇宙,而碳基和硅基的結(jié)構(gòu)非常相近,所以我們有一個信念,碳基上能夠?qū)崿F(xiàn)的,在硅基上也一定能夠?qū)崿F(xiàn)。