新興領(lǐng)域研究到底該怎么研究?
在人類漫長的歷史進程中,理解智能、理解我們的大腦一直是一個被不斷追逐的夢想;而自近代以來,隨著科技的不斷進步,如何創(chuàng)造一個“大腦”,如何自己創(chuàng)造出智能更是吸引了眾多科學家競相比拼。用機器模擬生物神經(jīng)網(wǎng)絡的結(jié)構(gòu)和信息加工的潛力,這就是我們所說的類腦計算,也叫神經(jīng)形態(tài)計算。
目前的類腦計算研究尚處于起步階段,國際上還沒有形成公認的技術(shù)標準與方案。清華大學一項最新研究成果首次提出“類腦計算完備性”以及軟硬件去耦合的類腦計算系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu),填補了類腦研究完備性理論與相應系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)方面的空白。10月15日,清華大學召開新聞發(fā)布會,介紹了這一類腦計算體系結(jié)構(gòu)領(lǐng)域的重要突破。而在成果背后,這一場源自于新興研究領(lǐng)域的科技成果發(fā)布會也為我們帶來三點啟示。
新興研究也許并不“新”,要學會從科學進程中尋找方向
近年來,從AlphaGo戰(zhàn)勝人類頂級圍棋選手,到人工智能系統(tǒng)預測、緩解人流擁堵,人工智能不再是一個新鮮詞語。但在清華大學精儀系教授施路平看來,這些突破大多是從智能的某個領(lǐng)域接近或超過人類智能,是一種“窄化的人工智能”:“這些系統(tǒng)無法將這種能力從一項任務轉(zhuǎn)移到另一項任務。作為人工智能的終極目標,‘通用人工智能’應該是一種可以執(zhí)行人類能夠完成的所有任務的人工智能,即‘類腦’?!?/p>
在施路平看來,與外界對新興研究領(lǐng)域的某些認知不同,發(fā)展人工通用智能不是一個新的想法,而是隨著科技發(fā)展需要緊緊把握住的“關(guān)口”:“如果我們看一下過去圖靈、馮諾依曼這些大科學家早期的文章,會發(fā)現(xiàn)這是我們一直以來的夢想?,F(xiàn)在為什么是發(fā)展人工通用智能最好的時機呢?因為隨著精密儀器的發(fā)展,我們對腦知道得越來越多,我們似乎到了一個理解腦的關(guān)口。超級計算機的發(fā)展可以使我們進行很好的模擬仿真,省錢、省力、省時間。大數(shù)據(jù)、云計算給我們提供了一個像腦一樣復雜的系統(tǒng),和腦交相呼應,我們可以共同研究、互相促進。另外,納米器件已經(jīng)可以使我們?nèi)グl(fā)展像人腦能耗水平一樣的神經(jīng)元和突觸這樣的電子器件。科學家要學會借助時代發(fā)展尋找課題?!?/p>
新興研究不要過度逐“新”,更不能放松對基礎問題的關(guān)注
這場發(fā)布會帶來的另一個啟示是,某些時候,新興研究不要過度逐“新”,更不能放松對基礎問題的關(guān)注。
記者了解到,現(xiàn)有類腦計算系統(tǒng)研究大多聚焦于具體的芯片、工具鏈、應用和算法的創(chuàng)新實現(xiàn),而忽略了從宏觀和抽象層面上對計算完備性和體系結(jié)構(gòu)的思考。類腦計算軟硬件間的高度耦合阻礙了它們在獨立發(fā)展的同時互相兼容的可能性,如何突破這一局面,擴展類腦計算系統(tǒng)的應用場景?這成了上述團隊下決心要解決的重點問題。
“通用計算領(lǐng)域的圖靈完備性和馮·諾依曼體系結(jié)構(gòu)都是非?;A、大家也非常熟悉的概念,以至于很多人都不會意識到,對于新興的類腦計算系統(tǒng)領(lǐng)域,這是一個需要首先解決的問題?!鼻迦A大學計算機系研究員張悠慧說。
施路平也認為,當前類腦計算的某些研究走向了一個極端:過度關(guān)注技術(shù)應用,而忽略了對最基礎問題的研究。“這是需要注意和警惕的。很多時候,如果沒有一個基礎的標準、方案,只追逐最時興的應用層面的東西,并不足以支持一個領(lǐng)域的發(fā)展。”施路平說。
新興研究要關(guān)注新的科學點,還要融合出“新團隊”
而在科研攻關(guān)的過程中,讓團隊成員感到壓力的,不是科學問題上的挑戰(zhàn),而是來自于如何融合出一個“新團隊”。這也是當前很多新興研究領(lǐng)域面對的困境。
“發(fā)展類腦計算和人工通用智能,真正的挑戰(zhàn)既不是科學,也不是技術(shù),而是我們的學科分布使得我們沒有合適的人做這樣的研究。而且,腦科學和計算機科學,一個探索自然世界,一個更關(guān)注應用,它們有不同的文化和語言,目標也不一樣,所以多學科融合尤為關(guān)鍵?!笔┞菲礁嬖V記者,清華大學類腦計算研究中心由精儀系、計算機、電子、微電子、自動化、材料系和醫(yī)學院7個院系組成:“我們7個院系的老師在一起反復討論,每周半天的時間,最后我們7年只做了一件事情,叫‘融合、融合再融合’。”
但這位科學家也坦言,當前困擾不少科學研究的關(guān)鍵點也就在于“融合”這兩個字:“但在很多時候,跨學科交叉堅持起來很難,因為不同團隊有自己各自的訴求,短期或長期的。這時就需要探索一種機制能夠?qū)⑷擞行У亟Y(jié)合、團結(jié)在一起?!?/p>
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