当前人工智能依靠的底层理论是基于多层神经网络的深度学习,而深度技术算法所支持的人工智能应用空间集中在(或局限于)图像识别和语音识别。人工智能识别做的是比对,这时信息进入大脑后缺少加工、理解、思考等步骤,还停留在感知阶段,未能达到认知阶段。
机器学习/深度学习算法兴起于上世纪50年代(一直沿用至今),今天深度学习算法的潜力已近天花板,限制了人工智能扩大应用创新。
今年五一前夕,徐匡迪院士提出“中国有多少数学家投入到基础算法研究中?”这就是偏于悲观估计的《徐匡迪之问》:近年国内一片火红的人工智能披着一层华丽虚假的面纱,数学家、脑科学家等资深专业人才极少投入,底层理论未有突破,核心算法缺位,人工智能发展面临“卡脖子”窘境。
2014年IBM研究类脑算法,开发TrueNorth芯片,支持人工智能应用创新,以期向“认知”迈进。IBM开发基于大规模脉冲神经网络的类脑算法的TrueNorth芯片,是由4096个细小的计算内核组成,这些计算内核形成了100万个数字脑细胞和2.56亿个神经囘路,像“大脑神经元”一样工作(不同于运行打包成指令序列的传统人工智能芯片)。
2019年在《Nature》杂志封面上发表了清华大学施路平团队研发的“世界首款双控异构融合类脑芯片”,其意义非同凡响!
2014年清华大学类脑研究中心施路平团队研发类脑技术,将基于脉冲神经网络(ANN)的类脑计算算法与基于人工神经网络(SNN)的深度学习算法集成到一颗芯片“天机芯(TianJic)”上,实行资源复用,利用交叉优势,使人工智能应用创新更接近于“自主思考”的认知阶段。
天机芯应该属于CGRA结构(这是一种更高层次的可重构技术),对应Tianjic的FCcore是一个结合了SNN和ANN主要算法的统一硬件结构,而且在一块芯片上同时支持商业应用和算法研究,可以说这是Tianjic最大的创新点。在无人驾驶的自行车上进行功能验证,应该说施教授团队选择如此应用場景让人眼前一亮,极具吸引力和冲击力。
第二代天机芯(2017)具有高速度、高性能、低功耗等特点,比TrueNorth芯片功能更全,灵话性和扩展性更好,速度提高10倍。
现在看来,IBM研发True North芯片,Intel研发Loihi芯片,均偏重于底层理论研究,即偏重于对类脑脉冲神经网络及类脑算法的研究。脉冲神经网络(ANN)是模拟生物神经元连接和运行方式的模型,通过计算产生神经电脉冲进行信息传递,这和传统网络的权重连接+激活的方式有很大差别。目前国内外学术界和产业界对ANN研究还不多、不深,主要在基础算法上尚未见到关键性突破。
国内一些AI专家认为,纯脉冲神经网络(和其类脑基础算法)将是推动人工智能发展进入认知阶段的关键。他们目前正在致力于研发ANN(已有几年),我认为应该将这项研究成果,不光结合或应用于纯脉冲神经网络,更要结合或应用于ANN+SNN异构融合网络。
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