如何让AI像人类大脑一样决策?美国研发"人工开关"

美国标准和技术研究院(NIST)研发的新超导开关有望使电脑像人类大脑一样工作,通过处理电信号进行“学习”,这将提升AI系统的性能,使其在自动驾驶、医疗诊断等领域更加高效。这种人工神经突触比真实神经突触更高效,每秒可发送10亿次信号。

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(原标题:Scientists Are Closer to Making Artificial Brains That Operate Like Ours Do)

如何让AI像人类大脑一样决策?美国研发人工开关

网易科技讯1月31日消息,据美国媒体报道,美国标准和技术研究院(NIST)的研究人员称,新研发的超导开关不久可使电脑像人类一样做出决策,实际上可使电脑成为人工大脑。终有一天,这种新技术可使高级人工智能(AI)系统应用到从交通到医学等各个领域,成为我们日常生活中不可分割的一部分。

研究人员表示,这种开关被称为人工神经突触,非常类似生物大脑,可通过处理接收到的电信号和生成相应的输出信号来“学习”。这个过程类似神经突触在大脑中起到让神经元相互传递信息的功能。1月26日出版的《Science Advances》刊登了介绍人工神经突触的论文,这种超导开关形状像一个直径10微米的金属圆筒。该系统可通过经验甚至从周围环境中学习。

随着AI的日益普及,这种人工开关甚至比真正的神经突触更好,消耗的能量比大脑少,发送信号的速度也超过人的神经元。例如,人类神经突触每秒只能发送50次左右,但人工开关每秒可发送10亿次。这对信息处理有着重大影响,因为发送和接收电信号的频率越快,突触的连接就越强。这种开关可提高“神经形态计算机”的性能,使AI有天能提高智能设备如自动驾驶汽车的感知和决策能力,甚至可以用于癌症诊断工具。

全球最大的汽车制造商都在投资自动驾驶技术,但离真正实现这个目标还有很长的路要走。无论自动驾驶汽车最终会变得多么安全,AI司机都将面临如何判断是优先保证乘客安全还是保证事故中其他人安全的道德难题。新的人工开关可使做出这些决策的人工大脑在处理这种道德难题上有更多能力。

这种开关还可帮助我们开发更精确的AI,诊断心脏病和肺癌等疾病。例如,英国牛津的约翰拉德克利夫医院的医生测试的人工大脑,成功提高医生检测危及生命的心脏病的能力,一家新创公司表示,其AI系统可比医生更早地发现肺癌,每年挽救多达4000人的生命。虽然AI在医学上是游戏规则改变者,但应用到传统电脑上依然无法处理如语境识别等任务。

NIST的研究人员称,这些电脑无法像人类一样记忆。人类大脑可在神经突触上同时处理和存储信息,但电脑是分开进行的。最新的人工突触解决了这个难题,允许电脑模仿人类大脑。虽然这种设备还在测试中,但研究人员相信终有一天新一代人工大脑的能力可大大提高。(木秀林)

本文来源:网易科技报道责任编辑:王凤枝_NT2541

加拿大滑铁卢大学的神经学家和软件工程师表示,这是迄今为止产生的世界上最复杂、最大规模的人类大脑模型模拟。这个名叫Spaun的大脑由250万 个模拟神经元组成,它能执行8种不同类型的任务。这些任务的范围从描摹到计算,再到问题回答和流体推理(fluid reasoning),可谓五花八门。测试期间,科学家亮出一系列数字和字母,让Spaun记入储存器,然后科学家亮出另一种字母或符号,作为指令,告诉 Spaun借助它的记忆力做什么。随后机械臂会描绘出任务输出。该研究成果发表在《科学》杂志上。Spaun的大脑由250万个神经元组成,它分解成一串模拟头盖骨子系统,其中包括前额皮质、基底神经节和丘脑,它们通过模拟神经元连接在一起,精 确模拟真正的人类大脑的线路布局。这种模拟大脑的基本概念,是努力让这些子系统的行为很像真正的大脑:视觉输入经过丘脑处理,最终数据被储存在神经元里, 然后基底神经节向一部分皮层发送任务指令。所有这些计算结果都是通过精确的生理学模拟进行的,模仿电压尖脉冲和神经传递素。Spaun甚至模拟了人类大脑 的局限性,努力储存更多短期记忆,而不是少量记忆。从机械学上来说这个模拟大脑非常简单,但是它的变通能力非常惊人。研究人员表示,在这种大脑的发展方面存在一些非常诱人的暗示:从简单任务开始,然后把它们积聚起来,组合到一起,制成具有复杂功能性的模型。由克里 斯-埃利亚史密斯领导的这个科研组称,他们下一步是让Spaun具备自适应可塑性——通过简单的行动重新布局新线路、学习新任务的能力,而不只是按照事先 编排好的程序做。作为终极目标,埃利亚史密斯非常看好Spaun的发展前景。他说:“它有助于我们了解大脑行为、生物基及其相关行为。这对所有类型的健康 应用非常重要。”测试中他“杀死”人造神经元,并观察Spaun的执行能力的下降,这对了解自然衰老和退行性疾病至关重要。Spaun是根据Nengo制成的,后者是用来模拟神经系统的一种图形化的开源软件包。如果你想模拟自己的大脑,你可以下载Spaun神经模型,不过你可能需要比台式电脑更强的执行能力 标签:Nengo
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