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人工智能技術(shù)方興未艾，研究人員已著手探索更具潛力的類器官智能技術(shù)（OI）。其中一個前景是以人腦細(xì)胞驅(qū)動的生物計(jì)算機(jī)，這聽起來像科幻小說，但或許距離我們并不遙遠(yuǎn)，有望重塑現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的未來并開辟全新研究領(lǐng)域。
據(jù)美國有線電視新聞網(wǎng)2日報(bào)道，美國約翰斯·霍普金斯大學(xué)研究人員以實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)出的類腦器官為基礎(chǔ)，進(jìn)行類器官智能技術(shù)研究。他們在最新出版的學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)前沿》撰文介紹了研究構(gòu)想和進(jìn)展。
筆尖大的類腦結(jié)構(gòu)
約翰斯·霍普金斯大學(xué)研究人員自2012年嘗試培養(yǎng)類腦器官。他們從人體皮膚組織提取細(xì)胞，將其改造成類似胚胎干細(xì)胞的結(jié)構(gòu)，用于培養(yǎng)類腦器官。類腦器官只有筆尖大小，每個含約5萬個細(xì)胞，相當(dāng)于一只果蠅神經(jīng)系統(tǒng)的細(xì)胞數(shù)量。由于具備神經(jīng)元，類腦器官有可能具備學(xué)習(xí)和記憶等基本功能。
在約翰斯·霍普金斯大學(xué)發(fā)表的聲明中，主要研究人員托馬斯·哈通說，借助類腦器官展開研究，可以避免用人腦做研究所面臨的不少倫理問題，為研究人腦工作機(jī)制打開新局面。
哈通和自己的同事構(gòu)想，以類腦器官為“硬件”，有望開發(fā)出比超級計(jì)算機(jī)更節(jié)能的“生物計(jì)算機(jī)”。哈通認(rèn)為，雖然當(dāng)代技術(shù)革命由計(jì)算機(jī)和人工智能技術(shù)驅(qū)動，但其發(fā)展已“接近天花板”。
人腦和電腦哪個更強(qiáng)
計(jì)算機(jī)問世以來，人腦和電腦哪個更強(qiáng)大的問題隨之出現(xiàn)。
就快速大量處理數(shù)據(jù)的能力而言，計(jì)算機(jī)似乎遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過人腦。以AlphaGo為例，這款人工智能圍棋軟件“輕松學(xué)過”16萬個棋局，而一個人即使每天學(xué)習(xí)5個小時也要175年才能完成同等的訓(xùn)練量。
然而，一旦涉及復(fù)雜的邏輯問題，例如分辨貓和狗，人腦則輕易勝出。就能源利用效率而言，人腦表現(xiàn)也更為優(yōu)異。
美國能源部下屬橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室開發(fā)的超級計(jì)算機(jī)“前沿”造價(jià)6億美元，重3629公斤，每個機(jī)柜重量相當(dāng)于兩輛皮卡。哈通說，這臺計(jì)算機(jī)的運(yùn)算能力直到去年6月才首次超過單個人的大腦運(yùn)算能力，但所耗能量是人腦所需的100萬倍。由此可見，“現(xiàn)代計(jì)算機(jī)還是沒法跟人腦相比”。
人腦儲存信息的能力超強(qiáng)，估計(jì)能儲存2500萬億字節(jié)信息。與此同時，計(jì)算機(jī)的儲存能力已接近極限，現(xiàn)有技術(shù)很難在微小的芯片上再增加更多晶體管。
研究剛起步
研究人員因此寄希望于生物計(jì)算機(jī)和類器官智能技術(shù)。哈通將類器官智能技術(shù)定義為，“在實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)的類人腦模型內(nèi)再現(xiàn)學(xué)習(xí)、感覺處理等認(rèn)知功能”。
他說，對于發(fā)展類器官智能技術(shù)而言，目前所能培養(yǎng)出的類腦器官“太小了”，每個大小只及人腦的300萬分之一，記憶儲存量僅8億字節(jié)。另外，類器官智能需要至少1000萬個細(xì)胞，而目前每個類腦器官只有5萬個細(xì)胞。
研究人員還得想招數(shù)：如何向類腦器官輸入信息，以及如何從類腦器官讀取信息？目前，他們開發(fā)了一種腦機(jī)界面裝置，好似一頂戴在類腦器官上的“腦電圖帽”。這是一層易彎曲的外殼，上面布滿微小電極，既可以接收類腦器官發(fā)出的信號，也可以向它輸送信號。
研究人員還計(jì)劃將生物工程學(xué)、機(jī)器學(xué)習(xí)能力和其他創(chuàng)新技術(shù)應(yīng)用到類器官智能技術(shù)研究中。
類器官研究近20年來漸成規(guī)模，一些研究人員在實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)出模擬腎臟、肺等人體器官功能的小型類器官，主要用于研究試驗(yàn)，減少人體和動物試驗(yàn)。類器官智能技術(shù)研究則剛剛起步。哈通預(yù)計(jì)，要想使類器官智能技術(shù)達(dá)到與老鼠腦力相當(dāng)?shù)乃�，仍需要�?shù)十年時間。
來源：北京日報(bào)客戶端
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