人工智能通识基础与应用课件

人工智能通识导论基础与实践第6章类脑智能目录6.4神经形态芯片6.5类脑智能未来发展趋势6.4神经形态芯片6.4神经形态芯片高通公司给其神经网络处理器起名为Zeroth。Zeroth的名字起源于第零原则。第零原则规定，机器人不得伤害人类个体，或者因不作为致使人类个体受到伤害。Zeroth的三个目标“仿生式学习”“使终端能够像人类一样观察和感知世界”“神经处理单元的创造和定义”神经形态芯片的研究已有20多年的历史，1989年，加利福尼亚大学理工学院的米德(C.Mead)给出了神经形态芯片的定义：模拟芯片不同于只有二进制结果(开/关)的数字芯片，可以像现实世界一样得出各种不同的结果，可以模拟人脑神经元和突触的电子活动。思考：人脑的架构与冯·诺依曼型计算机架构的本质区别是什么？6.4神经形态芯片自1956年以来，IBM公司一直在从事类脑计算机的研究，IBM第一代神经突触(Neurosynaptic)芯片适用于认知计算机的开发。2008年，在美国国防部高级研究计划局(DARPA)的资助下,IBM的“自适应可变神经可塑可扩展电子设备系统”项目(SyNAPSE)的第二阶段。2011年,IBM率先推出了单核含256个神经元、256×256个突触和256个轴突的芯片原型。2014年,IBM在《科学》(Science)杂志上公布仿人脑功能的TrueNorth微芯片,如左图所示。6.4神经形态芯片英国ARM公司自2003年开始研制类脑神经网络的硬件单元，称为SpiNNaker(SpikingNeuralNetworksArchitecture)。2011年，正式发布了包18个ARM核的SpiN-Naker芯片。2013年，开发了基于,UDP的Spiking接口，可以用于异质神经形态系统的通信。2014年与滑铁卢大学合作，支持,Spaun模型的硬件计算。德国海德堡大学在FACTS项目的基础上，于2011年启动了为期４年的BrainScales项目。在2013年，加入欧盟的“人类大脑计划”。麦耶宣布，神经形态系统将出现在硅芯片上或硅圆片上。这些硅圆片将是未来十年欧盟人脑研究项目要开发的类似人脑的新型计算机系统结构的基石。6.5类脑智能未来发展趋势6.5类脑智能未来发展趋势重大意义：解决量子比特稳定性等核心技术难题。带动通信、制造、医疗等关键领域跨越式发展。为探索宇宙、生命起源等科学前沿问题贡献力量。2028实现初级量子计算目标，基础算法稳定，运算错误率大幅降低。2050量子计算与生物科技深度融合，诞生“生物量子芯片”。实现“量子智能交互”，机器能模拟生物神经网络，与人类意识初步交互，开启人机协同的新时代。2035进入中级量子计算应用阶段，应用拓展到新材料研发、药物模拟、金融风险预测等领域。通过脑科学、认知科学与人工智能领域交叉合作，促进智能科学在基础性、引领性、创新性研究的发展，解决认知科学和信息科学发展中重大基础理论问题，带动我国经济、社会乃至国家安全所涉及智能信息处理关键技术的发展。本章小结类脑智能类脑智能是受大脑神经运行机制和认知行为机制启发，以计算建模为手段，通过软硬件协同实现的机器智能。类脑智能具备信息处理机制上类脑、认知行为表现上类人、智能水平上达到或超越人的特点。类脑智能体系涉及要素较多，需要政产学研紧密合作，深化多方协同的合作，共同推动技术实现体系化的创新。借鉴其他先进国家布局经验，突出政产学研多方合作在类脑智能创新中的合力作用，构建国内多方协同的创新体系。通过脑科学、认知科学与人工智能领域交叉合作，促进智能科学在基础性、引领性、创新性研究的发展，解决认知科学和信息科学发展中重大基础理论问题，带动我国经济、社会乃至国家安全所涉及智能信息处理关键技术的发展。本章小结习题：什么是大数据？