人脑研究有什么最新进展?人工智能如何变得“更聪明”?人类能制造出“超级大脑”吗?一直以来,科学界将脑科学称为“人类科学最后的前沿”,认识脑的奥秘也被认为是对人类的“终极挑战”。4月19日至21日,以“脑科学与类脑技术”为主题的2023松山湖科学会议在广东东莞举办。
在昨天举行的全体大会及系列学术讨论会上,多名院士聚焦脑科学研究带来各自最新的研究成果与思考,从脑科学临床转化、脑科学研究新范式,到类脑人工智能、类脑计算与系统、类脑芯片,专家学者围绕跨区域、跨学科协同发展的机遇与挑战展开研讨,以期促进我国“脑科学与类脑技术”发展。
文、图/广州日报全媒体记者申卉、马骏
通讯员梁文英、袁仕联
大湾区积极布局脑科学与类脑研究平台
国家自然科学基金委交叉科学部常务副主任陈拥军表示,近年来,国内基础研究取得了重要进展,部分战略高新技术和高端产业取得一定突破,但现阶段仍面临着诸多单一学科无法解决的疑难问题,急需通过多学科交叉融合实现原始创新,推动我国实现高水平科技自立自强。在此背景下,2020年11月,国家自然科学基金委员会成立了交叉科学部,这是基金委时隔11年后成立的第九个科学部。交叉科学部成立以来,以解决重大复杂问题为驱动,以探索新的科研范式,培养交叉科学人才为目标,并在人工智能、芯片制造等国家重大需求方向进行重点布局。陈拥军表示,脑科学与类脑技术是具有典型交叉特征的研究领域,期待各位专家、学者针对该领域的学术前沿展开充分讨论,畅所欲言。
“脑科学被誉为人类最后的科学前沿疆域,是当下全球科技竞争的重要焦点。”讲话伊始,中国工程院院士、鹏城实验室主任高文就开宗明义。他介绍,随着脑科学与类脑研究列入国家“十四五”期间重点布局的科研方向,近年来,粤港澳大湾区正陆续布局大湾区脑科学与类脑研究中心、中科院深圳先进技术研究院脑认知与脑疾病研究所、暨南大学粤港澳中枢神经再生研究院等机构,为脑科学的研究提供了平台支撑,并且取得了良好的进展。他以鹏城实验室为例介绍,鹏城实验室已成立类脑网络基础研究室,更打造了“鹏城云脑Ⅱ”大装置。“目前这是国内同领域最强的一台设施,能够支持包括AI大模型的使用训练、开放共享赋能等。”
人工智能要借鉴脑科学实现更大发展
“为什么脑科学这么吸引人,就是因为它有很多未知的领域还需要大家去解决。”中国科学院院士,美国国家科学院外籍院士,中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心学术主任、教授蒲慕明说,回顾脑科学研究出现100年来的历史,最重要的是理解大脑的神经信息是怎么处理的,大脑功能是如何产生的。然而,就目前的研究看,人们对于神经细胞如何编码、储存等确有相当大的研究成果,但对于神经信息如何产生思维、抉择、意识、语言等高等脑认知功能,理解还十分粗浅。“脑科学处于非常初期的阶段,相当于物理、化学在20世纪初期的阶段,真正的突破还未产生。”蒲慕明说,目前,人工智能中最受关注的是深度学习算法,未来类脑算法将超越深度学习算法,这将是人工智能下一步重要的突破点。“现在,即使是ChatGPT也没有突破这个问题。我们的人脑非常有效,我们从小就建立了网络,它最大的特点就是高效。”因此,他认为未来的人工智能可以借鉴脑科学的特性发展,包括神经元种类的多样性、神经元的连接方式、神经突触的可塑等。
中国科学院院士,南方科技大学生命科学院院长、教授张明杰表示,大脑中大约有1000亿个神经元,相互通过突触连接,每个突触就像是一台小计算机,从这个角度看,大脑真的很强大,可以做出非常高效、快速的运算,使用的能量也很低,而所有的人工智能,都需要耗费很大的电量。“目前,突触作为大脑最基本的运作单元,我们对它知道得还相当少。”
据介绍,2023松山湖科学会议由“脑科学与类脑技术”相关领域的院士大咖领衔,重点由中青年科学家担纲。作报告的嘉宾里面,院士与青年科学家比例约为1:3,以此为青年科学家搭台子,让院士专家与科技“后浪”同台交流、对话,充分支持青年科学家在科技创新中挑大梁、当主角,携手探索科学前沿,共攀学术高峰。
混合智能或成为未来风口
杨雄里院士提出问题:人工智能可以借鉴大脑的运行方式,但反过来,大脑是否也可以借鉴人工智能运行的原理和方法?程和平院士从混合智能的未来前景发言。“未来,人工智能和人脑智能的结合即混合智能特别值得业界关注,未来将有望形成一个新的巨大风口。”
鹏城实验室网络智能部副主任田永鸿教授则从人工智能在产业界的应用畅谈看法。他表示,东莞在大力发展新材料行业。人工智能未来可以成为包括新材料在内的基础科学有力工具。比如,“人工智能+材料”,可以减少材料研究中的试错过程,有望深刻改变材料研究的流程和工艺。“东莞在材料研究领域具有优势,如果未来结合人工智能、人工智能装置进行材料科学的研究,未来有望引领大湾区甚至全国新材料的研究。”田永鸿表示,对于智能制造,人工智能也可以升级整个流水线。