隨著大模型的興起，人工智能進入了飛速發(fā)展階段。然而當“規(guī)模定律”(Scaling Law)接近極限，大模型的性能提升之路已面臨瓶頸。如何突破這個瓶頸?科學界認為，類腦智能是實現(xiàn)下一代人工智能的顛覆性路徑。

　　4月18日，2025全國類腦智能產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展推進會在上海舉行，眾多科學家和產(chǎn)業(yè)界人士出席。大會上，類腦智能產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展聯(lián)盟、類腦智能未來產(chǎn)業(yè)基金矩陣發(fā)起成立，上海類腦智能未來產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)在楊浦區(qū)啟動建設(shè)。瞄準這一未來產(chǎn)業(yè)，市科委正在開展體系化布局，加快全過程創(chuàng)新、全鏈條推進和全要素配置。

　　突破AI“規(guī)模定律”限制

　　類腦智能，是以模擬大腦的神經(jīng)結(jié)構(gòu)和認知原理為核心，使計算系統(tǒng)具有類似人類的感知、推理和學習能力。

　　神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)這一人工智能重大突破的起點是類腦研究?！?024年諾貝爾物理學獎得主霍普菲爾德是人工智能的先驅(qū)，他發(fā)明的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)由大量模擬神經(jīng)元的節(jié)點連接構(gòu)成，具有記憶功能和大腦可塑性特點。”中國科學院院士、中國科學院腦科學與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心學術(shù)主任蒲慕明說。

　　然而此后，人工智能的發(fā)展與類腦智能漸行漸遠。

　　比如，大模型的結(jié)構(gòu)就與人腦差異較大。其發(fā)展遵循“規(guī)模定律”，即模型性能隨著參數(shù)量的增加而提升，也隨著預(yù)訓練數(shù)據(jù)量的增加而提升。目前，這個定律遇到了算力和數(shù)據(jù)的瓶頸，大模型的性能提升幅度已明顯放緩。

　　能耗也是一個突出問題，預(yù)訓練大模型的耗電量非常大。OpenAI訓練GPT-4時，用了約2.5萬塊GPU，每塊GPU的功耗是400瓦，完成一次訓練需要三個月，耗電量高達2.4億千瓦時。

　　與GPU相比，人腦的功耗低得多，僅20瓦左右。研究類腦芯片的復(fù)旦大學教授鄒卓解釋，人腦約有860億個神經(jīng)元，通過海量的神經(jīng)突觸傳遞信號，具有稀疏激活、大規(guī)模并行的特點。

　　“我們要借鑒大腦的結(jié)構(gòu)和計算特點，讓人工智能突破算力、數(shù)據(jù)和參數(shù)規(guī)模的限制，實現(xiàn)更高級別的通用人工智能?！逼涯矫髡f，“布局類腦智能技術(shù)研發(fā)，對我國人工智能發(fā)展具有戰(zhàn)略意義?！?/p>

　　神經(jīng)形態(tài)芯片模擬突觸傳遞

　　2017年，上海在全國率先開展類腦智能布局，通過深化基礎(chǔ)原創(chuàng)理論研究、加快關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)、承接國家重大戰(zhàn)略任務(wù)等舉措，在類腦計算芯片、類腦視覺系統(tǒng)研發(fā)等領(lǐng)域取得了重要成果。去年以來，市科委進一步增強戰(zhàn)略敏捷和戰(zhàn)略主動，體系化布局類腦智能前沿技術(shù)和未來產(chǎn)業(yè)。

　　在類腦計算芯片領(lǐng)域，鄒卓團隊正在研發(fā)基于脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的神經(jīng)形態(tài)芯片。這種芯片是未來類腦計算機的基礎(chǔ)，用大規(guī)模并行處理單元模擬大腦神經(jīng)元，并用網(wǎng)絡(luò)化互聯(lián)模擬突觸傳遞。 下轉(zhuǎn) 4版(上接第1版)“脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)通過單比特脈沖計算，把復(fù)雜的乘加運算簡化為累加運算，從而有效地降低芯片的計算功耗?！编u卓說，“它還具有事件驅(qū)動的特點，輸入刺激時才會動態(tài)激活局部網(wǎng)絡(luò)，完成分布式計算。就像我們的視覺，能更敏感地捕捉到運動的物體?！睉{借這些優(yōu)勢，類腦計算芯片與CPU、GPU等傳統(tǒng)芯片相比，有望實現(xiàn)1—2個數(shù)量級的能效提升。

　　在類腦計算芯片研發(fā)過程中，鄒卓團隊與新氦類腦智能公司長期合作。這是一家入駐上海類腦智能未來產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)的新型研發(fā)機構(gòu)，在市、區(qū)兩級政府支持下，新氦類腦智能建設(shè)了類腦計算芯片原型驗證平臺，支持復(fù)旦大學、曦智科技等高校院所和企業(yè)研制出新一代芯片的原型樣機，節(jié)省了大量研發(fā)成本。鄒卓認為，取得類腦智能研究成果后，下一步要走產(chǎn)業(yè)引領(lǐng)道路，引導(dǎo)越來越多的企業(yè)進入這條新賽道。

　　當天發(fā)起成立的類腦智能產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展聯(lián)盟，集聚了一批產(chǎn)業(yè)界先行者，既有靈汐科技、時識科技等類腦智能技術(shù)研發(fā)企業(yè)，也有中電海康、華為、長安汽車等技術(shù)應(yīng)用企業(yè)。聯(lián)盟聯(lián)席秘書長、中國信通院上海工創(chuàng)中心總經(jīng)理鄭忠斌說，聯(lián)盟將牽頭制定類腦智能標準體系、構(gòu)建類腦智能數(shù)據(jù)集，探索智能網(wǎng)聯(lián)汽車、具身智能機器人、智能醫(yī)療終端等領(lǐng)域的應(yīng)用場景。

　　當天亮相的類腦智能未來產(chǎn)業(yè)基金矩陣，由上海未來產(chǎn)業(yè)基金、博康共贏基金、道禾基金、楊浦科創(chuàng)集團等10家投資機構(gòu)聯(lián)合發(fā)起。

　　蒲慕明預(yù)測，未來5—10年，擁有具身智能的人形機器人將成為類腦智能最重要的應(yīng)用場景之一。他建議科研團隊模擬人類在兩歲前認知外部世界的過程，根據(jù)應(yīng)用場景需求，為機器人建立特殊化的“世界模型”?！澳X科學與人工智能研究應(yīng)進一步融合”，這將加速推動近年來的腦科學發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)化為算法、器件等類腦智能成果，把更多的人腦優(yōu)勢移植到機器上。