原標(biāo)題：后浪追前浪 類(lèi)器官智能或超越人工智能

來(lái)源：新華社

原標(biāo)題：后浪追前浪 類(lèi)器官智能或超越人工智能

來(lái)源：新華社

新華社北京3月4日電 人工智能技術(shù)方興未艾，研究人員已著手探索更具潛力的類(lèi)器官智能技術(shù)（OI）。其中一個(gè)前景是以人腦細(xì)胞驅(qū)動(dòng)的生物計(jì)算機(jī)，這聽(tīng)起來(lái)像科幻小說(shuō)，但或許距離我們并不遙遠(yuǎn)，有望重塑現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的未來(lái)并開(kāi)辟全新研究領(lǐng)域。

1月8日，一名女士在美國(guó)拉斯維加斯消費(fèi)電子展上體驗(yàn)智能科技。新華社發(fā)（曾慧攝）

據(jù)美國(guó)有線電視新聞網(wǎng)2日?qǐng)?bào)道，美國(guó)約翰斯·霍普金斯大學(xué)研究人員以實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)出的類(lèi)腦器官為基礎(chǔ)，進(jìn)行類(lèi)器官智能技術(shù)研究。他們?cè)谧钚鲁霭娴膶W(xué)術(shù)期刊《科學(xué)前沿》撰文介紹了研究構(gòu)想和進(jìn)展。

筆尖大的類(lèi)腦結(jié)構(gòu)

約翰斯·霍普金斯大學(xué)研究人員自2012年嘗試培養(yǎng)類(lèi)腦器官。他們從人體皮膚組織提取細(xì)胞，將其改造成類(lèi)似胚胎干細(xì)胞的結(jié)構(gòu)，用于培養(yǎng)類(lèi)腦器官。類(lèi)腦器官只有筆尖大小，每個(gè)含約5萬(wàn)個(gè)細(xì)胞，相當(dāng)于一只果蠅神經(jīng)系統(tǒng)的細(xì)胞數(shù)量。由于具備神經(jīng)元，類(lèi)腦器官有可能具備學(xué)習(xí)和記憶等基本功能。

在約翰斯·霍普金斯大學(xué)發(fā)表的聲明中，主要研究人員托馬斯·哈通說(shuō)，借助類(lèi)腦器官展開(kāi)研究，可以避免用人腦做研究所面臨的不少倫理問(wèn)題，為研究人腦工作機(jī)制打開(kāi)新局面。

哈通和自己的同事構(gòu)想，以類(lèi)腦器官為“硬件”，有望開(kāi)發(fā)出比超級(jí)計(jì)算機(jī)更節(jié)能的“生物計(jì)算機(jī)”。哈通認(rèn)為，雖然當(dāng)代技術(shù)革命由計(jì)算機(jī)和人工智能技術(shù)驅(qū)動(dòng)，但其發(fā)展已“接近天花板”。

人腦和電腦哪個(gè)更強(qiáng)

計(jì)算機(jī)問(wèn)世以來(lái)，人腦和電腦哪個(gè)更強(qiáng)大的問(wèn)題隨之出現(xiàn)。

就快速大量處理數(shù)據(jù)的能力而言，計(jì)算機(jī)似乎遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)人腦。以AlphaGo為例，這款人工智能?chē)遘浖拜p松學(xué)過(guò)”16萬(wàn)個(gè)棋局，而一個(gè)人即使每天學(xué)習(xí)5個(gè)小時(shí)也要175年才能完成同等的訓(xùn)練量。

2017年5月23日，中國(guó)棋手柯潔九段和圍棋人工智能程序“阿爾法狗”（AlphaGo，直譯阿爾法圍棋）的首場(chǎng)對(duì)決在浙江省桐鄉(xiāng)市烏鎮(zhèn)舉行，這是中國(guó)棋手柯潔（左）在比賽中。新華社記者徐昱攝

然而，一旦涉及復(fù)雜的邏輯問(wèn)題，例如分辨貓和狗，人腦則輕易勝出。就能源利用效率而言，人腦表現(xiàn)也更為優(yōu)異。

美國(guó)能源部下屬橡樹(shù)嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)的超級(jí)計(jì)算機(jī)“前沿”造價(jià)6億美元，重3629公斤，每個(gè)機(jī)柜重量相當(dāng)于兩輛皮卡。哈通說(shuō)，這臺(tái)計(jì)算機(jī)的運(yùn)算能力直到去年6月才首次超過(guò)單個(gè)人的大腦運(yùn)算能力，但所耗能量是人腦所需的100萬(wàn)倍。由此可見(jiàn)，“現(xiàn)代計(jì)算機(jī)還是沒(méi)法跟人腦相比”。

人腦儲(chǔ)存信息的能力超強(qiáng)，估計(jì)能儲(chǔ)存2500萬(wàn)億字節(jié)信息。與此同時(shí)，計(jì)算機(jī)的儲(chǔ)存能力已接近極限，現(xiàn)有技術(shù)很難在微小的芯片上再增加更多晶體管。

研究剛起步

研究人員因此寄希望于生物計(jì)算機(jī)和類(lèi)器官智能技術(shù)。哈通將類(lèi)器官智能技術(shù)定義為，“在實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)的類(lèi)人腦模型內(nèi)再現(xiàn)學(xué)習(xí)、感覺(jué)處理等認(rèn)知功能”。

他說(shuō)，對(duì)于發(fā)展類(lèi)器官智能技術(shù)而言，目前所能培養(yǎng)出的類(lèi)腦器官“太小了”，每個(gè)大小只及人腦的300萬(wàn)分之一，記憶儲(chǔ)存量?jī)H8億字節(jié)。另外，類(lèi)器官智能需要至少1000萬(wàn)個(gè)細(xì)胞，而目前每個(gè)類(lèi)腦器官只有5萬(wàn)個(gè)細(xì)胞。

2022年11月5日，參觀者在第五屆進(jìn)博會(huì)技術(shù)裝備展區(qū)人工智能專(zhuān)區(qū)體驗(yàn)元宇宙交互應(yīng)用。新華社記者金皓原攝

研究人員還得想招數(shù)：如何向類(lèi)腦器官輸入信息，以及如何從類(lèi)腦器官讀取信息？目前，他們開(kāi)發(fā)了一種腦機(jī)界面裝置，好似一頂戴在類(lèi)腦器官上的“腦電圖帽”。這是一層易彎曲的外殼，上面布滿微小電極，既可以接收類(lèi)腦器官發(fā)出的信號(hào)，也可以向它輸送信號(hào)。

研究人員還計(jì)劃將生物工程學(xué)、機(jī)器學(xué)習(xí)能力和其他創(chuàng)新技術(shù)應(yīng)用到類(lèi)器官智能技術(shù)研究中。

類(lèi)器官研究近20年來(lái)漸成規(guī)模，一些研究人員在實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)出模擬腎臟、肺等人體器官功能的小型類(lèi)器官，主要用于研究試驗(yàn)，減少人體和動(dòng)物試驗(yàn)。類(lèi)器官智能技術(shù)研究則剛剛起步。哈通預(yù)計(jì)，要想使類(lèi)器官智能技術(shù)達(dá)到與老鼠腦力相當(dāng)?shù)乃剑孕枰獢?shù)十年時(shí)間。（袁原）

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