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未来电脑可模拟人脑思维方式

2013-12-31

未来电脑可模拟人脑思维方式

唐小欢

  导语:12月20日出版的美国《纽约时报》印刷版刊登题为《人脑一样的电脑,从经验中学习》(Brainlike Computers, Learning From Experience)的评论文章称,随着IT技术的不断进步,今后的电脑将从一定程度上模拟人脑的思维方式,具备自我学习能力。

  以下为文章主要内容:

  电脑已经进入了自己学习经验教训的时代,这将给数字世界带来一场彻底变革。

  2014年将会诞生一种全新的电脑芯片,它不仅可以自动完成目前需要复杂程序才能完成的任务——例如流畅而高效地移动机器人的手臂——而且还能绕过和容忍错误,从而使得“电脑崩溃”成为过去。

  一些大型科技公司已经在尝试这种新的计算方式,它模仿了生物神经系统,也就是神经如何对刺激做出反应,并与其他神经元共同解读信息的方式。它可以让电脑一边执行任务,一边吸收新的信息,从而根据外部信号的变化调整运行方式。

  今后几年,这种方式将催生新的人工智能系统,并将完成一些在人类看来非常简单的任务,包括听、说、看、导航、操纵和控制。这将为面部和语音识别、导航和规划等任务带来巨大的飞跃,这些功能目前仍然处于初级阶段,十分依赖人工编写的程序。

  设计师表示,这种计算风格可以让机器人更加安全地行走,但要实现科幻小说中那种具备自主思维能力的电脑,仍然需要等待一段时间。

  “我们正在脱离工程电脑系统,向拥有很多生物计算特征的时代迈进。”加州电信与信息技术学院天体物理学家拉里?斯马尔(Larry Smarr)说。该机构就是众多正在开发这种新型电脑电路的研究机构之一。

  传统电脑受制于程序限制。例如,计算机视觉系统只能根据系统预置的算法“认出”物体。这种算法以统计学数据为基础,就像是一道菜谱,需要按照步骤执行计算指令。

  但谷歌研究人员去年却开发了一种名为“神经网络”的机器学习算法,可以自主完成识别过程。这套程序扫描了1000万张猫的图片后,便可以自动识别出猫。

  该公司今年6月表示,已经使用这些神经网络技术开发了新的搜索服务,可以更加精准地找到特定照片。

  这种新方法同时应用于软硬件领域,它的发展得益于人类对大脑了解的突飞猛进。但斯坦福“硅脑”研究项目负责人、计算机科学家夸贝纳?波尔翰(Kwabena Boahen)表示,由于科学家远未充分理解大脑的运行方式,所以这种模式同样存在局限。

  “我没有线索。”他说,“我是个工程师,我要做一些东西。目前有很多冠冕堂皇的理论,但你得给我一个能做出东西的理论。”

  直到现在,电脑设计理念还在使用约翰?冯?诺依曼(John von Neumann )65年前开发的理论。微处理器以高速运转,然后辅以冗长的二进制指令。通俗地讲,这种方法通常会像记忆一样分别存储信息,有可能存储在处理器中,也有可能存储在临近的存储芯片或高容量磁盘里。

  例如,天气模型或字处理文件的文字等数据,都会像短期记忆一样迅速进出处理器,而电脑则负责执行预先编好的指令。最终结果则被存储到主存储器中。

  新的处理器包含的电子元件,可以被模仿生物突触设计的“线路”连接起来。由于它们的基础是大量与神经元类似的组件,所以也叫神经形态处理器,这个词是由加州理工学院物理学家卡瓦?米德(Carver Mead)1980年代发明的。(鼎宏)


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