類腦智能是當(dāng)前人工智能研究的熱點(diǎn)，類腦智能的使用，即讓人工智能產(chǎn)品能夠分析用戶數(shù)據(jù)并采取最佳決策，這項(xiàng)研究就需要對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行大量分析獲得。

　　類腦智能的概念

　　“類腦智能”就是利用神經(jīng)形態(tài)計(jì)算來模擬人類大腦處理信息的過程，這是當(dāng)前人工智能領(lǐng)域最新的熱點(diǎn)方向。

　　類腦智能的目標(biāo)

　　類腦智能的目標(biāo)是讓機(jī)器具有人類認(rèn)知能力。從IBM的“深藍(lán)”系統(tǒng)擊敗國際象棋世界冠軍卡斯帕羅夫，到谷歌的AlphaGo戰(zhàn)勝人類頂級(jí)圍棋選手，上述所有的突破都僅是智能系統(tǒng)從某個(gè)視角、在某個(gè)特定領(lǐng)域接近、達(dá)到或超過人類智能，而相關(guān)的理論、算法與系統(tǒng)很難推廣到其他領(lǐng)域，用于解決其他類型的問題。在人工智能學(xué)界，有一條著名的莫拉維克悖論，講的是要讓電腦同成人下棋是非常容易的，但要讓電腦像一歲孩子一樣感知和行動(dòng)，卻相當(dāng)困難。AlphaGo能擊敗世界頂尖圍棋高手，卻無法像孩子一樣探索世界。

　　類腦智能的相關(guān)技術(shù)

　　1，理論和建模知識(shí)

　　認(rèn)知體系結(jié)構(gòu)研究是類腦認(rèn)知計(jì)算模型研究的基礎(chǔ)。近年來研究人員逐漸向神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中融入記憶、推理和注意等機(jī)制。此外，還開展不同腦區(qū)協(xié)同認(rèn)知模型研究，構(gòu)建面向通用智能的類腦認(rèn)知計(jì)算模型。如，加拿大滑鐵盧大學(xué)研制的SPAUN腦模擬器，將250萬個(gè)神經(jīng)元模塊化地分割為10余個(gè)腦區(qū)，實(shí)現(xiàn)了模擬筆跡、邏輯填空、工作記憶、視覺信息處理等能力。

　　2，深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

　　近年來發(fā)展起來的深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(DNN)模型模擬了人腦在腦區(qū)尺度進(jìn)行層次化信息處理的機(jī)制。其中，卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(CNN)受生物視覺系統(tǒng)的啟示，將生物神經(jīng)元之間的局部連接關(guān)系以及信息處理的層級(jí)結(jié)構(gòu)應(yīng)用到計(jì)算模型中，模擬大腦多個(gè)層級(jí)的信息處理;脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(SNN)是近年來研發(fā)出的另一種新型神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，其神經(jīng)元以電脈沖的形式對(duì)信息進(jìn)行編碼，能夠很好地編碼時(shí)間信息，更接近真實(shí)神經(jīng)元對(duì)信息的編碼方式，被認(rèn)為是能接近仿生機(jī)制的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。

　　3，神經(jīng)學(xué)習(xí)的接口

　　通過神經(jīng)解碼(將大腦的神經(jīng)信號(hào)轉(zhuǎn)化為對(duì)外部設(shè)備的控制信號(hào))，使計(jì)算機(jī)從大腦神經(jīng)活動(dòng)中獲知人的行為意向，分為侵入式腦機(jī)接口和非侵入式腦機(jī)接口，侵入式主要用于重建特殊感覺(如視覺)以及癱瘓病人的運(yùn)動(dòng)功能，通常直接植入到大腦的灰質(zhì);非侵入式是用緊貼頭皮的多個(gè)電極采集大腦腦電圖信號(hào)。美國Emotiv公司開發(fā)出一套人機(jī)交互設(shè)備“Emotiv Epoc”意念控制器，運(yùn)用非侵入性腦電波儀技術(shù)，感測(cè)并學(xué)習(xí)每個(gè)使用者大腦神經(jīng)元信號(hào)模式，實(shí)時(shí)讀取使用者大腦對(duì)特定動(dòng)作產(chǎn)生的意思，通過軟件分析解讀其意念、感覺與情緒。

　　4，相關(guān)的硬件支持

　　參考人腦神經(jīng)元結(jié)構(gòu)和人腦感知認(rèn)知方式設(shè)計(jì)的芯片，可分為神經(jīng)形態(tài)芯片、參考人腦感知認(rèn)知的計(jì)算模型兩大類。隨著類腦芯片的深入發(fā)展，基于類腦芯片的類腦計(jì)算機(jī)雛形已經(jīng)出現(xiàn)。2016年IBM公司開發(fā)出基于其Truenorth芯片的類腦計(jì)算機(jī)NS16e，采用16顆TrueNorth芯片組成芯片陣列，通過電路系統(tǒng)模擬人腦神經(jīng)元及突觸的工作方式，通過模式和分類關(guān)聯(lián)過往和現(xiàn)在的數(shù)據(jù)，并基于概率和關(guān)聯(lián)識(shí)別模式做出決策。

　　5，機(jī)器人的技術(shù)應(yīng)用

　　類腦智能機(jī)器人是融合了視覺、聽覺、思考和執(zhí)行等能力的綜合智能系統(tǒng)，能夠以類似人腦的工作方式運(yùn)行。通過將人腦的內(nèi)部機(jī)理融入機(jī)器人系統(tǒng)，提高機(jī)器人的認(rèn)知、學(xué)習(xí)和控制能力，進(jìn)而產(chǎn)生更深度的交叉與合作。研究人員正努力使機(jī)器人以類腦方式實(shí)現(xiàn)對(duì)外界的感知及自身控制一體化，使其能夠模仿外周神經(jīng)系統(tǒng)感知、中樞神經(jīng)系統(tǒng)輸出與多層級(jí)反饋回路，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人從感知外界信息到自身運(yùn)動(dòng)的快速性和準(zhǔn)確性。瑞士洛桑理工學(xué)院2015年開發(fā)了一個(gè)神經(jīng)系統(tǒng)仿真工具，該工具建立了數(shù)字化的老鼠大腦計(jì)算模型和虛擬老鼠身體模型，將這兩個(gè)模型結(jié)合起來模擬大腦和身體互動(dòng)的神經(jīng)機(jī)制，目前已在模型中模擬出小白鼠大腦中3.1萬個(gè)神經(jīng)元活動(dòng)。

　　隨著各企業(yè)和國家對(duì)類腦智能研究的投入，我們將能見證到這項(xiàng)技術(shù)和實(shí)際產(chǎn)品不斷結(jié)合的成果出現(xiàn)，這些都將大力助力人工智能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。