模擬人腦

該項(xiàng)名為Compass的人腦模擬計劃，隸屬于IBM認(rèn)知計算(Cognitive Cumputing)研究項(xiàng)目。認(rèn)知計算是通過內(nèi)存模仿突觸、通信模仿軸突、計算模仿神經(jīng)元等一系列方式來模擬人類大腦。

近年來，越來越多的科幻電影都在探討電腦會不會和人類一向獨(dú)立思考的問題，例如人工智能是否真的可以達(dá)到人機(jī)互戀的程度，電腦會不會有一天取代人類主宰地球等等。

關(guān)于人工智能的研究，2011年的人機(jī)大戰(zhàn)已經(jīng)讓世界領(lǐng)略到Waston的智能水平，而此前國外媒體傳出消息，按照目前的進(jìn)度，IBM認(rèn)知計算計劃將于 2019年左右完全模擬人類電腦，屆時IBM將用約88萬個CPU完全模擬人類大腦，屆時整個系統(tǒng)可能需要4PB的內(nèi)存，浮點(diǎn)計算的性能可能超過 1EFLOPS，與處理問題的速度與人腦相當(dāng)。

IBM模擬人腦

IBM科學(xué)家達(dá)門德·莫哈說表示，大腦具有一種驚人的跨意識的多重含義信息整合的能力，它可以毫不費(fèi)力的創(chuàng)建時間、空間和物體的種類，以及得出感官數(shù)據(jù)的相互關(guān)系。大腦可以完成各種無與倫比的技藝，令現(xiàn)在的計算機(jī)望塵莫及。

早在2008年11月，IBM就傳出消息，IBM公司將領(lǐng)導(dǎo)一項(xiàng)由政府資助的聯(lián)合項(xiàng)目，該計劃將研制可以模擬人類大腦的電子線路。研究領(lǐng)域的主要一個部分是“認(rèn)知計算機(jī)技術(shù)”，將有神經(jīng)生物學(xué)家、計算機(jī)和材料科學(xué)家以及心理學(xué)家的通力合作。

IBM認(rèn)知計算(Cognitive Cumputing)研究項(xiàng)目

此次的Compass項(xiàng)目以及2008年的認(rèn)知計算機(jī)技術(shù)都是隸屬于IBM認(rèn)知計算(Cognitive Cumputing)研究項(xiàng)目，認(rèn)知計算項(xiàng)目是通過內(nèi)存模仿突觸、通信模仿軸突、計算模仿神經(jīng)元的方式，模擬出人類大腦。

Compass項(xiàng)目介紹

Compass項(xiàng)目中，IBM的科學(xué)家利用20.84億個neurosynaptic cores(神經(jīng)突觸核心)模擬了5千3百億個神經(jīng)元以及137億個神經(jīng)突觸。項(xiàng)目中還利用到了現(xiàn)在世界排名第二的IBM Seqoia超級計算機(jī)。

neurosynaptic cores

neurosynaptic cores(神經(jīng)突觸核心)是IBM特殊設(shè)計的芯片，可以充分激發(fā)新計算架構(gòu)的潛能，并將最終取代現(xiàn)在模擬中使用的超級計算機(jī)。

neurosynaptic cores

與人類神經(jīng)系統(tǒng)相似，每個神經(jīng)突觸核心都是由神經(jīng)元、突觸和軸突組成的。不過雖然被如此命名，但這些器件其實(shí)并不是模仿生物大腦中的結(jié)構(gòu)而設(shè)計的。它們的設(shè)計目標(biāo)是降低生產(chǎn)成本和提高性能。

在2009年，關(guān)于模擬人類大腦的藍(lán)色基因計劃正式公布，并在2009年獲得美國國家科技創(chuàng)新獎?wù)?，?dāng)時IBM用147456個Power系列處理器模擬一只貓的大腦。IBM的研究人員建立了貓的大腦皮層模擬機(jī)構(gòu)，其中包括10億腦細(xì)胞和10兆認(rèn)知神經(jīng)元突觸，信息的傳遞和連接就在這些神經(jīng)元中間進(jìn)行。這具貓腦數(shù)字模型的運(yùn)行速度目前只相當(dāng)于真貓大腦實(shí)際運(yùn)行速度的1/100。

模擬貓腦

在11年10月份，IBM透露，其正在研究的新型仿生芯片，可模仿人類大腦的運(yùn)算并能夠?qū)崿F(xiàn)學(xué)習(xí)和記憶，并且極大提高人工智能實(shí)現(xiàn)效率。

人類大腦模型

John E.Kelly表示通過這種仿生學(xué)芯片IBM的仿生學(xué)計算機(jī)在未來能夠模擬20億個人腦的神經(jīng)元并實(shí)現(xiàn)對認(rèn)知計算的初步完成，這種仿生學(xué)計算機(jī)將會是計算技術(shù)未來發(fā)展的一個重要方向。

IBM研究主管John E.Kelly在墨爾本大學(xué)接受采訪時表示，IBM研發(fā)的新型仿生芯片，可以模仿人類大腦的運(yùn)算并能夠?qū)崿F(xiàn)學(xué)習(xí)和記憶，同時可以觸類旁通并實(shí)現(xiàn)對知識的創(chuàng)造，這種具有創(chuàng)新能力的設(shè)計將會讓電腦擁有自我學(xué)習(xí)和創(chuàng)造的能力。

IBM人類仿生芯片

在此次的Compass項(xiàng)目中，IBM以及其合作者的科學(xué)家們起初是通過一個CoCoMac數(shù)據(jù)庫來建立大腦系統(tǒng)的。CoCoMac是一套包含獼猴大腦結(jié)構(gòu)信息的數(shù)據(jù)庫，雖然還不完整，但卻足夠全面。

從CoCoMac推導(dǎo)出的神經(jīng)突觸網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

在經(jīng)過了四年對CoCoMac的艱難修補(bǔ)之后，人腦模擬的團(tuán)隊(duì)最終得到了一套可用的數(shù)據(jù)，并在此基礎(chǔ)上建立起了他們的人工大腦，這一系統(tǒng)的兩個主要組成部分便是神經(jīng)元和神經(jīng)突觸。

大腦模擬

隨著技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步，模擬貓腦需要CPU數(shù)量已經(jīng)從當(dāng)時的147456個縮減為24576個，而147456個Power系列處理器目前已經(jīng)可以模擬出4.5%的人類大腦。完全模擬人類大腦需要88萬個CPU，按照目前的研究進(jìn)度，認(rèn)知計算計劃最快可于17年內(nèi)完成，即2019年完全模擬出人類大腦。

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