高通參與2014突破性科學(xué)技術(shù)研究：神經(jīng)形態(tài)芯片

本文為作者 Robert D. Hof 發(fā)表在 MIT TechnologyReview 網(wǎng)站上的《Neuromorphic Chips》一文，是《2014突破性科學(xué)技術(shù)》系列文章的第4篇，主要講述了高通等公司研發(fā)的微處理器可以像人腦一樣計算，這樣計算機(jī)就可以知道它們周圍發(fā)生了什么事情。

突破點：計算機(jī)芯片的另外一種設(shè)計方法，增強(qiáng)了人工智能的計算效率。

突破理由：傳統(tǒng)的芯片已經(jīng)接近理論性能極限。

主要參與者：高通、IBM、HRL 實驗室、人腦項目

一個名叫先鋒（pioneer）的小機(jī)器人緩緩地走到一張印有“美國隊長”的地毯上。而在外面，周圍有一群人看著它。這里是高通實驗測試模擬的場景，模擬的是一個兒童的臥室。先鋒停了下來，好像是在測量周圍的環(huán)境，然后像滾雪球一樣卷起了這張地毯，轉(zhuǎn)身，準(zhǔn)備把它放到玩具箱里。高通的資深工程師 Ilwoo Chang 朝著先鋒機(jī)器人擺動雙手，示意它不應(yīng)該放在這里。先鋒用它的攝像頭看著這個手勢，然后聽話地接受了這個命令。隨后它會回到剛才的位置，把地毯放下，發(fā)現(xiàn)了另外一個蜘蛛人玩偶。這一次，先鋒機(jī)器人直接沖向了玩偶，不顧周圍的國際象棋，在沒有人指導(dǎo)的情況下把玩具放到了箱子里。

這場演示發(fā)生在高通位于圣地亞哥的總部內(nèi)，雖說是演示，但卻可以看到未來計算的影子。這臺機(jī)器人處理任務(wù)時需要的強(qiáng)大的計算能力，在以前，進(jìn)行這些計算的都是那些耗電多的大型設(shè)備。而先鋒機(jī)器人使用的只是一個智能手機(jī)芯片，運(yùn)行了特制的軟件而已，它能識別此前未見過的物體，根據(jù)相關(guān)物體的相似性來分類，將不同的物品放在房間的正確位置，不需要累人的編程，只需要向它展示物體和位置即可。這臺小小的機(jī)器人之所以能做這些，是因為它模擬了人腦工作的狀態(tài)。

在今年晚些時間，高通公司將揭露科學(xué)技術(shù)是如何植入到日常電子設(shè)備芯片中的。這些“神經(jīng)形態(tài)”芯片（之所以這么命名，是因為他們模擬了大腦）被設(shè)計成處理傳感器數(shù)據(jù)（圖像、聲音等）以及根據(jù)未編程的數(shù)據(jù)變化做出反應(yīng)。這些芯片實現(xiàn)了人工智能領(lǐng)域需要幾十年才能完成的任務(wù)，讓機(jī)器可以像人一樣理解世界、與世界互動。醫(yī)療傳感器和設(shè)備可以追蹤病人的生命體征，根據(jù)時間采取醫(yī)療對策，學(xué)會調(diào)整藥量，甚至可以及早發(fā)現(xiàn)病情。智能手機(jī)可以學(xué)習(xí)你接下來將要輸入的文字，然后在后臺設(shè)置提醒。Google 的自駕駛汽車或許不再需要駕駛員的幫助，掃地機(jī)器人永遠(yuǎn)都不會卡在沙發(fā)下面。高通技術(shù)總監(jiān) Matthew Grob 說：“我們正在模糊芯片和生物系統(tǒng)之間的隔閡。”

高通的芯片需要到 2015 年才能上市，今年，高通公司將向研究者發(fā)放芯片讓他們測試。只要高通一發(fā)貨，“零計劃”將成為第一個大規(guī)模神經(jīng)模型計算商用平臺。高通公司也將在許多大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)之前實現(xiàn)這些功能，比如說 IBM 實驗室和 HRL 實驗室。這兩家已經(jīng)花了 1 億美元來為美國國防部高級研究項目局研發(fā)神經(jīng)形態(tài)芯片。此外，歐洲人腦項目聯(lián)合海德堡大學(xué)和曼徹斯特大學(xué)的研究者也花了 1 億歐元來研究神經(jīng)形態(tài)項目。另外一個德國小組最近報告說利用神經(jīng)形態(tài)芯片和軟件模擬了昆蟲的氣味處理系統(tǒng)，可以通過聞花來判斷植物種類。