在上周于美國硅谷舉行的年度Hot Chip大會(huì )上，創(chuàng )業(yè)家Phillip Alvelda在專(zhuān)題演說(shuō)中表示，研究人員正努力揭開(kāi)人腦運作的基礎奧秘，他們的付出除了有助于運算技術(shù)的突破，也會(huì )為醫療領(lǐng)域帶來(lái)貢獻；他最近正在做的事情，是找出神經(jīng)科學(xué)與電子學(xué)的交集。電子設計模塊
Alvelda協(xié)助組織了一個(gè)研究項目，開(kāi)發(fā)可植入人體的神經(jīng)-電接口(neural-electrical interface)；他最近還創(chuàng )立了一家公司，其遠大目標是打造數字版本的海馬回(hippocampus)與小腦(cerebellum)。他在專(zhuān)題演說(shuō)中表示，研究人員現在已經(jīng)可以追蹤高達150萬(wàn)個(gè)神經(jīng)元中的訊號，也就是一只老鼠的整個(gè)大腦皮質(zhì)：“我們能將一個(gè)影像放在老鼠面前，然后讀取老鼠的大腦運作程序…以著(zhù)手解開(kāi)實(shí)際的神經(jīng)編碼。”
“信息在大腦中是如何被編碼，仍是未解之謎；也許那并不是一種訊號編碼或是切換(就像是今日計算機中所使用的)，而是基于多個(gè)訊號抵達一個(gè)共享頻道的相對時(shí)間；”Alvelda指出，神經(jīng)信息論(neural information theory)的研究是從2009年左右展開(kāi)。
而他也指出，今日的深度學(xué)習系統如Amazon的Alexa、IBM的Watson以及Facebook的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )(CNN)等相對較為孤立(siloed)，無(wú)法推廣至他們自己的領(lǐng)域之外：“我們的學(xué)習系統需要一個(gè)通用的、與感測和記憶整合相關(guān)的編碼。”
其他與會(huì )專(zhuān)家也同意，與大腦估計耗電僅30W、相當于GFlops等級運算的能力相較，今日的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )相對較粗陋。曾參與設計Microsoft最近發(fā)表之Brainwave機器學(xué)習系統的資深計算機架構師Doug Burger表示：“大腦建立于我們只理解了一部份的運算模型上，所有這些深度學(xué)習方案都是朝著(zhù)不同的方向前進(jìn)。”
“我們需要突破性技術(shù)，回歸到生物性運算模型，或是投資其他新的模型、找到新的摩爾定律(Moore’s law)；”Burger在Hot Chips大會(huì )上接受采訪(fǎng)時(shí)表示：“生物性模型的優(yōu)勢在于我們知道某一種已經(jīng)存在的，但我們還不知道深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )有多少數字余量(digital headroom)。”
而Alvelda則認為，海馬回扮演的角色是大腦的積分器(integrator)，將子AI (sub-AIs)整合到元AI (meta-AIs)中；他創(chuàng )立的新公司Cortical.ai就是想打造這樣的系統。這家公司還很新，連總部辦公室都還沒(méi)有；其目標還包括打造模仿人腦的小腦之預測性系統。
“只在過(guò)去幾年內，我們就已經(jīng)知道小腦擁有比人腦其他部份更多的神經(jīng)元，所以小腦不只是用來(lái)做為運動(dòng)控制的精細化；”他表示：“小腦與整個(gè)人腦相連，現在被認為有助于預測認知過(guò)程的未來(lái)狀態(tài)。”例如知道如何接住一顆球。
神經(jīng)工程產(chǎn)業(yè)誕生
Cortical.ai的工作在很大程度上依賴(lài)Alvelda協(xié)助美國國防部高等研究計劃署(DARPA)展開(kāi)的一項研究項目──神經(jīng)工程系統設計(Neural Engineering System Design，NESD)；該項目是美國前任總統奧巴馬(Obama)的人腦計劃之一部份，目標是在三年內開(kāi)發(fā)鏈接神經(jīng)與電子的可植入式接口，期望可利用現有技術(shù)達成的方式，對人腦輸入較高質(zhì)量的視覺(jué)與音頻數據，恢復用戶(hù)的視力與聽(tīng)力。
研究人員想要將透過(guò)光學(xué)鏈接，將視覺(jué)數據傳遞給大腦（來(lái)源：EE Times）
“所有讓這種接口可行的技術(shù)都有了，但卻是由不同的公司或大學(xué)主導掌控；”Alvelda表示，為了NESD項目，他拜訪(fǎng)了80個(gè)實(shí)驗室并主持了好幾場(chǎng)工作坊，而這項研究將可利用在廣泛的技術(shù)上，包括薄型化的CMOS電子探針數組、光子、生物兼容封裝，以及基礎神經(jīng)科學(xué)。
“我們正在培植發(fā)展十分快速的神經(jīng)工程產(chǎn)業(yè)，我們已經(jīng)有幾百家機構以及數百位參與者──我們已經(jīng)成功催生了一個(gè)新產(chǎn)業(yè)；”他指出，Tesla的創(chuàng )辦人Elon Musk還有一群包括Google在內的公司，在這個(gè)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域投資了約7億美元。
在NESD研究項目的基礎上，Alvelda表示新創(chuàng )公司Cortical.ai的目標是，讓思想突破肉身的限制而釋放，例如可以想象一種虛擬現實(shí)(VR)技術(shù)，能直接寫(xiě)入人的感官；這種能力將帶來(lái)廣泛的影響：“如果電信業(yè)者與媒體能直接接觸你的思想、感情與感官，會(huì )是什么樣子？”他也曾經(jīng)創(chuàng )辦過(guò)一家智能型手機廣播服務(wù)公司MobiTV。
Cortical.ai的愿景恐怕非常昂貴，但是Alvelda看好將AI系統結合在一起的潛力，期望將能提供“數字版本的同理心(empathy)”，也就是倫理與信任的基礎：“到時(shí)候AI會(huì )變得真正強大。”
