清华大学教授施路平:我们不止做出了天机芯,还搭好了第一代类脑计算机

阅读数:2587 2019 年 11 月 2 日 08:00

清华大学教授施路平:我们不止做出了天机芯,还搭好了第一代类脑计算机

10 月 31 日,由北京智源人工智能研究院主办的 2019 北京智源大会在国家会议中心开幕,会期两天。智源大会是北京创建全球人工智能学术和创新最优生态的标志性学术活动,定位于“内行的 AI 盛会”。在此次大会“智能体系架构与芯片专题论坛”上,清华大学教授、类脑计算研究中心主任施路平,发表了“面向人工通用智能的类脑计算”的主题演讲。

清华大学教授施路平:我们不止做出了天机芯,还搭好了第一代类脑计算机

以下内容根据施路平演讲速记进行整理,未经本人确认。

非常高兴大会给我这个机会来讲一下类脑计算,今天我演讲的题目是面向人工通用智能的类脑计算。

首先,我这里有几个问题想要和大家讨论一下:我们真的需要人工通用智能吗?类脑计算在人工通用智能的研究过程中,又能起到什么作用?我们应该怎么去做?

在今天早上,高教授的演讲中,我们得到了这样一则消息——“国家类脑计算即将启动”。事实上,我们国家脑计划的主题就是脑科学与类脑研究(中国脑科学计划),而且从中也不难看出“类脑计算”的重要性,因为它是人工通用智能的一个基石。

说到人工通用智能,大家通常会提到三要素:数据、算力、算法。当然,它们都很重要,但是只有这些真的足够吗?当然,仅有这三点还远远不够,因为我们忽略了一件重要的事情——“思想”。人工智能到底应该向哪个方向走?当我们站在未来看现在时,得出了这样的结论:未来一定会从窄的人工智能走向通用人工智能

如何发展人工通用智能

就做研究而言,研究内容和研究节点同样重要。而现阶段,类脑计算领域和该领域的研究时机都很合适。其原因有三个,第一个是由于现在测量技术的发展,我们对于“脑”,理解的越来越多,似乎已经到了一个理解脑的关口。第二个是超级计算机的发展可以让我们做很好的建模并模拟仿真,省钱省力省时间;大数据、云计算等能够提供足够复杂的系统和类脑计算交相辉映、互相促进、共同发展。第三个是现在纳米技术的发展,可以提供像人脑能耗级别的技术。

类脑计算的研究挑战

做类脑计算研究,真正的挑战既不是科学也不是技术,而是我们的教育。

我们的教育背景不足以支撑这样一项研究,因为它的跨度很大,从计算机转到脑科学,完全是“两条道上跑的车”。

比如搞计算机的对于深度学习,虽然到现在也不理解为什么它这么有用,但是深度学习确实能够解决问题,这种情况下,我们就可以用它来开公司、解决问题、赚钱什么的;但是脑科学则不同,脑科学是用最先进的仪器发现新现象、拿诺贝尔奖等。换句话说,两者属于不同的文化、不同的语言、不同的目标,所以很难强行合在一起,如果想要做好这项研究,那么就只有一个办法:真正的多学科融合。

放到技术发展来看,我们认为现在的人工智能是传统计算机,未来则是类脑架构、类脑计算机、人工通用智能。类脑计算能给我们提供一些竞争优势,比如能耗、多路并行、速度、处理不确定性的问题等等。

我把这些技术仔细分了类,实际你可以看到它是在各个层面来实现类脑的功能,比如器件级、架构级、程序级,由于这个领域正处于飞速发展的阶段,而且没有公认的技术方案,所以当时在清华大学我们就有七个院系组合成的团队,七年时间就做了一件事情:融合,融合,再融合。

类脑计算的研究方向

当年朱元璋打天下的时候,有千军万马,但在毛主席眼里下面这九个字才是朱元璋最后打下天下重要的原因:高筑墙,广积粮,缓称王。实际上,这就是指明了方向怎么走,对于类脑计算研究来讲,也是一样。

用类脑研究支撑人工通用智能,第一个必须能处理得了,第二个必须要有足够的算力让它算得快,而且算得少。总的来说,发展人工通用智能还得从三个层面来看:第一是基本的理论,第二是核心的技术,第三个是应用。

大家总是担心人工智能出问题,其实放在现在的架构下不用太过担心;但放在类脑架构下,又需要严肃对待,安全伦理都需要考虑。那么为什么要应用呢?对此,我们有一个体会,技术如果想要发展,最好能形成一条路,这样才能得到很好的反馈,即使有些时候慢一点也不要紧,因为有一条路你可以知道自己在哪儿,迭代起来才会很好。

人脑与类脑

关于发展类脑计算,大家总会问一个问题:不理解人脑,凭什么把类脑计算机做出来?

对于这个问题,我们是这样理解的:计算机所做的工作是把多维空间的信息转化为一维的信息,用计算来解决问题,换句话说用的是时间复杂性;人脑则是另外一回事,它在处理问题时,把信息扩输并增加了相关性,这利用的是空间复杂性;另外,如果我们利用时间去编码,是否就意味着我们同时拥有了时间和空间复杂性呢?

所以放在这个框架下,保持现有计算机架构,一块利用现有计算机架构处理结构化信息,另外一块利用类脑架构处理非结构化信息,就这个思路,我们发展出一个叫做异构融合的架构,也就是天机架构。这个架构是各个层次的融合,不仅把人脑和电脑异构融合,还把计算和存储异构融合。再后面,我们基于这个架构,发展出了天机芯,在今年 8 月 1 日发表在了《Nature》上。

其实这个实现过程是非常漫长的,当时我们和一些顶尖的科学家探讨,第一个问题就是我们真的需要人工通用智能吗?最后经过深度讨论,大家都认可了这件事情。那么,第二个问题就来了,到底应该怎样去发展人工通用智能呢?答案是:有算法、有芯片、有软件,还需要一个硬件系统。

现在我们正在做类脑计算机,而且在内部我们也已经搭好了第一代。关于发展类脑计算,我们有一个思想:形成回路,快速迭代。当我们两轮芯片一个回路的时候,类脑计算机就开始启动;当我们两轮类脑计算机启动的时候,就会做一个类脑云脑。

大家总说类脑计算有什么用,其实可以有非常多的应用,当它把人工通用智能这个能力建立起来的时候,你就会发现会有许多机会等着你去把握。

我们认为人工通用智能是未来的发展,而类脑计算则是人工通用智能的基石,把脑科学主导的方法和计算机科学主导的方法融合起来是一个最佳的方案。谢谢大家。

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