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人工智能真的擁有“智能”嗎？盡管今年以來，人工智能取得了長足的進步，但可能跟很多人想象中的人工智能仍相差甚遠。在我們的想象中，人工智能應(yīng)該是《終結(jié)者》中的 T-1000 和《黑客帝國》中“機械主”那樣，擁有等同于人類甚至超過人類的“智能”。理想很豐滿，現(xiàn)實很骨感。雖然叫作人工智能，但現(xiàn)在的人工智能還遠沒有達到真正擁有人類智能的水平。

文 | 梅林

我們的人工智能其實并沒有“腦子”，它什么也不懂，也不會思考，更不會感知，甚至連文字、圖像的含義它都無法理解。目前的人工智能都是用大量數(shù)據(jù)訓(xùn)練出來的，每一次訓(xùn)練，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)都會對每層單元接收的數(shù)據(jù)和輸出的數(shù)據(jù)進行調(diào)整，以便能輸出更準(zhǔn)確的答案。人工智能做的只是基于大量的訓(xùn)練數(shù)據(jù)，多數(shù)據(jù)進行處理，給出類似人類“思考”的答案。

比如，ChatGPT 根本沒有任何地理知識，卻能告訴你法國的首都在哪里。當(dāng)然，前提是在訓(xùn)練過程中，輸入的數(shù)據(jù)里包含“法國”“首都”和“巴黎”這 3 個詞。它在回答這個問題時，只是分析詞語之間的關(guān)系 —— 法國、首都常和巴黎一起出現(xiàn)。

為此，科學(xué)家設(shè)想，可以模擬人類大腦處理信息的機制，開發(fā)出計算芯片及相應(yīng)的硬件系統(tǒng)，讓計算機和人工智能能像人類一樣思考，成為真正意義上的“人工智能”。

讓人工智能更像人腦

近期，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)的研究團隊，制備了基于二氧化釩相變薄膜的類腦神經(jīng)元器件，也就是我們常說的類腦芯片。中科大的科學(xué)家利用這種新式芯片，對神經(jīng)元突觸在外部刺激下的動態(tài)連接進行了模擬，展示了類腦神經(jīng)系統(tǒng)中多通道信號傳遞和處理的過程。

如果未來將這些類腦芯片聯(lián)結(jié)成人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，它們將模擬人腦中的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工作，配備這種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的計算機和人工智能將像人類一樣思考。

什么是類腦芯片？

借鑒人腦的信息處理方式，用器件來模擬大腦的神經(jīng)系統(tǒng)，創(chuàng)建出一種虛擬大腦，或者通過腦機交互將機器與生命體融合，創(chuàng)建虛擬大腦與生物大腦相結(jié)合的超級大腦，最終目標(biāo)是建立一種人造的超級大腦，這就是類腦研究。在類腦研究中，用來模擬人腦神經(jīng)系統(tǒng)的神經(jīng)元器件就是類腦芯片。簡單來說，類腦芯片就相當(dāng)于我們大腦中一個個的神經(jīng)元，它們組成了類似人腦的神經(jīng)系統(tǒng)。

了解了什么是類腦芯片，可能有的伙伴會問了，科學(xué)家用類腦芯片模擬人類大腦有什么用呢。目前，類腦研究的成果已經(jīng)應(yīng)用于多模態(tài)目標(biāo)跟蹤、機器人空間定位、多尺度腦模擬、機器人群體控制等方面。

但是，隨著類腦研究的發(fā)展，以及應(yīng)用場景越來越復(fù)雜，如何讓計算機、人工智能更智能、更接近人腦成了科學(xué)家關(guān)注的重點。為此科學(xué)家提出了脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的方案，與目前主流的類腦研究方案相比，脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的工作機制更接近人腦，因此在效率、運算量和應(yīng)用性方面更有優(yōu)勢。類腦芯片正是構(gòu)建脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)。

突破瓶頸，模擬人腦的突觸連接

早在 2005 年，美國就提出了類腦研究的計劃。現(xiàn)在，中國、日本、歐盟國家也都相繼開展了類腦研究。雖然基于類腦芯片的類腦研究成了當(dāng)前的研究熱點，科學(xué)家也取得了一些成果，但是距離類腦芯片的大規(guī)模商業(yè)化運營還有很長一段路要走。

由于制作芯片的材料主要是硅，因此當(dāng)前的人工智能被稱為硅基人工智能。利用這樣的硅基芯片來模擬人腦的神經(jīng)系統(tǒng)，特別是突觸連接是很難的。

中科大的研究團隊開發(fā)的這種新式類腦芯片，利用二氧化礬相變薄膜為基礎(chǔ)材料。由于二氧化礬在接近室溫的條件下，能在絕緣體和金屬之間發(fā)生可逆的導(dǎo)電性能轉(zhuǎn)化，因此是制作模擬突觸連接的類腦芯片的理想材料。在這項研究中，科學(xué)家采用新方法，突破了制作瓶頸，直接模擬了人腦神經(jīng)元之間的突觸連接過程。這項研究發(fā)表在 2023 年 10 月 4 日的《科學(xué)?進展》（SCIENCE ADVANCES）上。

參考文獻：

• Quantum imaging of the reconfigurable VO2 synaptic electronics for neuromorphic computing | Science Advances

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的中科大开发出新型类脑芯片，模拟真实的人脑突触连接，人工智能将像人类一样思考的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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