IBM智能计算机具10亿神经元

顾汉现

IBM智能计算机具10亿神经元


日期: 2009-11-20  


据国外媒体报道，美国IBM公司09-11-18日宣称，该公司在研制可模拟人类大脑功能的计算机方面取得了关键的进展。这种智能计算机可以模拟人类大脑的感觉、感知、意识和交流等多项功能。据研究人员介绍，该计算机不仅仅具备低能耗和简约等特点，而且它的智商水平已可以与猫类相比。　　

IBM公司此次所取得的关键进展主要包括两大方面，第一就是实现了“大型脑皮层模拟器”，第二就是设计了一种新的算法，这种算法可以像大脑一样分析各种感知的数据。这两步进展对于研制智能计算机中的智能芯片来说都是至关重要的，而智能芯片则是能够模仿大脑工作的智能计算机的关键部件。

IBM  Almaden研究中心和美国劳伦斯伯克力国家实验室的科学家们首先对“大型脑皮层模拟器”进行了演示。演示结果显示，这台模拟器不仅仅比猫类还要狡猾，而且它还拥有10亿个尖峰神经元和10万亿个独立的学习神经键。神经键也是真实大脑细胞之间的连接物。新的感知算法则是IBM公司与斯坦福大学共同合作的成果，新算法采用“深蓝”超级计算机来测量人类大脑与模拟大脑之间的联系，然后科学家们再利用磁共振弥散加权成像技术绘制了模拟大脑内部的神经连线路径。通过上述技术，IBM公司进一步理清了模拟大脑内部的通信规则。

据科学家介绍，此次取得的关键进展将有助于进一步研究大脑的工作规则，距离智能芯片的制造目标则更接近一步。如果智能芯片能够实现，则计算机的未来发展将发生革命性的变化。研究人员认为，随着计算机的发展，世界已变得越来越复杂，人们的联系也越来越紧密，必须要有一种更快速、更高效、更智能的计算机系统来代替目前的“哑巴计算机系统”。对于目前的大多数超级计算机来说，它们的能力无法满足时代的需求。因此，人们对于“像人类大脑一样的”智能计算机的需求越来越迫切。IBM  Almaden研究中心副总裁郑妙勤表示，“在当今的计算机时代，学习人类大脑将是一个解决当前问题的有效途径。随着数字和物理世界的继续发展，计算机已成为我们日常生活必不可少的一部分。研制一种更为智能的计算机系统已是势在必行。它可以帮助我们感知和处理大量的信息。”

IBM此次研发的“大型脑皮层模拟器”综合了多项创新技术，如计算机技术、存储技术、通信技术等，甚至还包括生物学技术。在第一阶段“大型脑皮层模拟器”计划完成后，美国国防部高级研究计划署将赞助IBM公司1610万美元用于第二阶段的研发。第二阶段的主要任务是制造一个可以模拟大脑功能的智能芯片原型。

一群来自IBM的疯狂科学家近日宣称他们在拟人化电脑芯片技术方面已经取得了“重要进展”，不过他们的终极目标是开发出一套能完美模拟人脑与真实世界互动  方式的电脑系统。日前，这个研究小组使用劳伦斯利物莫国家实验室里的蓝色基因超级计算机，成功模拟出猫脑大小级别的大脑皮层活动情况，大脑皮层是人类和动  物用于记忆，思考的主要脑部器官。   

这次模拟猫脑皮层活动的项目是在利物莫伯克利国家实验室的协助下完成的，试验中共模拟了10亿个神经元以及10万亿个神经末梢的工作状况。速度方面，这次模拟出来的思考过程比实际的思考过程要慢上100-1000倍左右。

这次模拟的大脑皮层规模只有人类大脑皮层的4.5%，“思考”的速度则平均只有实际思考速度的1/83，用于模拟的超级计算机共使用了144TB内存，运算速度可达0.5PFlop/s。

如果要模拟人脑皮层的活动，那么可能会需要4PB容量的内存系统，而要实时模拟人脑的运作则需要有计算能力为1EFlop/s（每秒一百亿亿次浮点运算）的超级计算机，按照目前超级计算机运算能力发展的速度，预计在不久的将来人们便可以达成由计算机模拟人脑的目标。

这次模拟过程中所使用的大脑数学模型是由IBM与斯坦福大学共同开发的，数学模型的建立过程中使用IBM的蓝色基因对人脑的磁共振弥散加权成像图像进行了分析，测量并记录了人脑皮层结构的活动状况。

IBM宣称他们开发的算法和模拟方式为人们研究人脑的工作方式打开了方便之门，同时也有助于人们开发出具有自我思考能力的“认知型芯片”。