近日，中國浙江大學聯(lián)合之江實驗室共同研制成功了國內(nèi)首臺基于自主知識產(chǎn)權類腦芯片的類腦計算機(Darwin Mouse)。這臺類腦計算機包含792顆浙江大學研制的達爾文2代類腦芯片，支持1.2億脈沖神經(jīng)元、近千億神經(jīng)突觸，與小鼠大腦神經(jīng)元數(shù)量規(guī)模相當，典型運行功耗只需要350-500瓦，同時它也是目前國際上神經(jīng)元規(guī)模最大的類腦計算機。類腦計算機通過模擬海馬體記憶機制，實現(xiàn)對大腦內(nèi)部記憶信息的存取，構造一種全新的人工智能系統(tǒng)。

發(fā)軔于1956年的人工智能，曾試圖賦予計算機更多的類人智能，但至今仍未成功，更談不上具有自主學習、想象創(chuàng)造等人類智能的高級特征。不過，近年來，“類腦計算”卻從理念走向?qū)嵺`，正走出一條制造類人智能的新途徑。未來的計算機，或許真的越來越像人類“大腦”；實際上，人腦本身就是許多智能技術解決問題的靈感來源，它們通過機器學習，特別是深度學習來解決問題。

隨著圖像處理、模式識別、機器翻譯、機器學習、信息檢索、數(shù)據(jù)挖掘等一系列以智能為核心的應用加速興起，傳統(tǒng)的計算機愈發(fā)顯得“力不從心”，人們也開啟了比“曼哈頓計劃”更具挑戰(zhàn)性的“仿腦”和“造腦”計劃。所謂“類腦計算機”，就是指仿真、模擬和學習借鑒人腦的神經(jīng)系統(tǒng)結構和信息處理過程，構建出具有學習能力的超低功耗新型計算系統(tǒng)。

類腦計算系統(tǒng)是借鑒人腦信息處理方式，打破“馮·諾依曼”架構束縛，適于實時處理非結構化信息、具有自主學習能力的超低功耗新型計算系統(tǒng)。它將引領一次智能革命，必將在各個領域極大地拓展人類的智力活動范疇。類腦計算將引領一次智能革命，必將在各個領域極大拓展人類的智力活動范疇。類腦計算系統(tǒng)是人工通用智能的基石，是智能機器人的核心，擁有極為廣闊的應用前景。

類腦計算是一門綜合科學，它與生物學、物理學、數(shù)學、計算機科學和電子工程等都有關系。根據(jù)英國《經(jīng)濟學人》雜志的報道，歐洲類腦計算的領軍人物、德國海德堡大學的物理學家卡爾海因茨·梅爾教授認為，類腦計算的終極目標是開發(fā)出一種具備部分、甚至全部人腦擁有而普通計算機沒有的特征的新型計算系統(tǒng)。類腦計算是本世紀科學界的重大挑戰(zhàn)之一，是目前計算機科學和人工智能領域備受關注的重要課題。

人腦的功能非常強大，目前有許多仿真工作正在進行，但在傳統(tǒng)計算機架構上進行神經(jīng)形態(tài)計算（也被稱為脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡）的能耗非常高。事實上，微電子和生物大腦作為信息處理的物理平臺，本身都是高能效的，因此構建新型計算機結構意義重大；更重要的是，神經(jīng)形態(tài)計算系統(tǒng)的信息處理方式與人腦類似，是發(fā)展感知認知、自主學習等新型智能的基礎平臺。

美國IBM于2014年開發(fā)出與人腦類似的TrueNorth系統(tǒng)，該系統(tǒng)運用扮演神經(jīng)元角色的模塊化芯片。TrueNorth芯片并沒有采用“馮·諾依曼”架構，而是模仿了人類大腦的神經(jīng)元結構，它的計算效率和可擴展性都遠勝今天的電子計算機。不過，《麻省理工學院科技評論》的一篇報道中說，IBM的這一芯片沒有獨立的內(nèi)存和處理模塊，因為它的神經(jīng)元和突觸將這兩種功能交織在一起。與傳統(tǒng)的微處理器對比，這種新型芯片在處理數(shù)據(jù)方面要遜色一些，但是它在處理圖像、聲音和其它感官數(shù)據(jù)上都更有優(yōu)勢。

目前，類腦計算機這種新型的計算系統(tǒng)已引起國際社會的普遍關注,成為當今科技的熱點問題。例如，美國、日本、德國、英國、中國、加拿大等先后推出腦科學研究計劃，希望搶占未來技術的制高點、掌握未來戰(zhàn)略的主動權。同時，許多科技企業(yè)紛紛推出類腦智能研究計劃，在以IBM、谷歌、微軟、科大訊飛等為代表的龍頭企業(yè)的推動下，類腦智能受到高度關注。中國著名學者周海中教授曾經(jīng)說過：“在腦科學中，誰能拔得頭籌，就能率先奪得未來話語權?！弊罱K結果如何，人們將拭目以待。

作者供職于新加坡南洋理工大學工學院