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(zhù)手探索更具潛力的類(lèi)器官智能技術(shù)（OI）。其中一個(gè)前景是以人腦細胞驅動(dòng)的生物計算機，這聽(tīng)起來(lái)像科幻小說(shuō)，但或許距離我們并不遙遠，有望重塑現代計算機的未來(lái)并開(kāi)辟全新研究領(lǐng)域。
1月8日，一名女士在美國拉斯維加斯消費電子展上體驗智能科技。新華社發(fā)（曾慧攝）
據美國有線(xiàn)電視新聞網(wǎng)2日報道，美國約翰斯·霍普金斯大學(xué)研究人員以實(shí)驗室培養出的類(lèi)腦器官為基礎，進(jìn)行類(lèi)器官智能技術(shù)研究。他們在最新出版的學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)前沿》撰文介紹了研究構想和進(jìn)展。
筆尖大的類(lèi)腦結構
約翰斯·霍普金斯大學(xué)研究人員自2012年嘗試培養類(lèi)腦器官。他們從人體皮膚組織提取細胞，將其改造成類(lèi)似胚胎干細胞的結構，用于培養類(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)細胞，相當于一只果蠅神經(jīng)系統的細胞數量。由于具備神經(jīng)元，類(lèi)腦器官有可能具備學(xué)習和記憶等基本功能。
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，為研究人腦工作機制打開(kāi)新局面。
哈通和自己的同事構想，以類(lèi)腦器官為“硬件”，有望開(kāi)發(fā)出比超級計算機更節能的“生物計算機”。哈通認為，雖然當代技術(shù)革命由計算機和人工智能技術(shù)驅動(dòng)，但其發(fā)展已“接近天花板”。
人腦和電腦哪個(gè)更強
計算機問(wèn)世以來(lái)，人腦和電腦哪個(gè)更強大的問(wèn)題隨之出現。
就快速大量處理數據的能力而言，計算機似乎遠遠超過(guò)人腦。以AlphaGo為例，這款人工智能?chē)遘浖?ldquo;輕松學(xué)過(guò)”16萬(wàn)個(gè)棋局，而一個(gè)人即使每天學(xué)習5個(gè)小時(shí)也要175年才能完成同等的訓練量。
2017年5月23日，中國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)對決在浙江省桐鄉市烏鎮舉行，這是中國棋手柯潔（左）在比賽中。新華社記者徐昱攝
然而，一旦涉及復雜的邏輯問(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，人腦表現也更為優(yōu)異。
美國能源部下屬橡樹(shù)嶺國家實(shí)驗室開(kāi)發(fā)的超級計算機“前沿”造價(jià)6億美元，重3629公斤，每個(gè)機柜重量相當于兩輛皮卡。哈通說(shuō)，這臺計算機的運算能力直到去年6月才首次超過(guò)單個(gè)人的大腦運算能力，但所耗能量是人腦所需的100萬(wàn)倍。由此可見(jiàn)，“現代計算機還是沒(méi)法跟人腦相比”。
人腦儲存信息的能力超強，估計能儲存2500萬(wàn)億字節信息。與此同時(shí)，計算機的儲存能力已接近極限，現有技術(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算機和類(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)驗室培養的類(lèi)人腦模型內再現學(xué)習、感覺(jué)處理等認知功能”。
他說(shuō)，對于發(fā)展類(lèi)器官智能技術(shù)而言，目前所能培養出的類(lèi)腦器官“太小了”，每個(gè)大小只及人腦的300萬(wàn)分之一，記憶儲存量?jì)H8億字節。另外，類(lèi)器官智能需要至少1000萬(wàn)個(gè)細胞，而目前每個(gè)類(lèi)腦器官只有5萬(wàn)個(gè)細胞。
2022年11月5日，參觀(guān)者在第五屆進(jìn)博會(huì )技術(shù)裝備展區人工智能專(zhuān)區體驗元宇宙交互應用。新華社記者金皓原攝
研究人員還得想招數：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(mǎn)微小電極，既可以接收類(lèi)腦器官發(fā)出的信號，也可以向它輸送信號。
研究人員還計劃將生物工程學(xué)、機器學(xué)習能力和其他創(chuàng )新技術(shù)應用到類(lèi)器官智能技術(shù)研究中。
類(lèi)器官研究近20年來(lái)漸成規模，一些研究人員在實(shí)驗室培養出模擬腎臟、肺等人體器官功能的小型類(lèi)器官，主要用于研究試驗，減少人體和動(dòng)物試驗。類(lèi)器官智能技術(shù)研究則剛剛起步。哈通預計，要想使類(lèi)器官智能技術(shù)達到與老鼠腦力相當的水平，仍需要數十年時(shí)間。（袁原）
(責任編輯：張云文)
