出品｜搜狐科技

作者｜常博碩

編輯｜楊 錦

9月23日，“新天工開(kāi)物——科技成就發(fā)布會(huì)”腦認(rèn)知科學(xué)專(zhuān)場(chǎng)在京舉行。本場(chǎng)發(fā)布會(huì)聚焦我國(guó)腦認(rèn)知科學(xué)領(lǐng)域自主創(chuàng)新成就，浙江大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院求是特聘教授，腦機(jī)智能全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任潘綱在活動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)發(fā)布的神經(jīng)元規(guī)模接近猴腦的新一代超大規(guī)模神經(jīng)擬態(tài)類(lèi)腦計(jì)算機(jī)“悟空”（Darwin Monkey）引起廣泛關(guān)注。

人類(lèi)大腦，一個(gè)由近千億個(gè)神經(jīng)元細(xì)胞通過(guò)百萬(wàn)億計(jì)的連接構(gòu)成的器官，能夠通過(guò)每秒大量的電信號(hào)對(duì)話(huà)，讓人們看見(jiàn)微笑，理解語(yǔ)言，甚至產(chǎn)生好奇心。能夠創(chuàng)造出一臺(tái)能像大腦一樣思考的計(jì)算機(jī)，成為了科學(xué)家們對(duì)智能的終極幻想。

類(lèi)腦計(jì)算，是一種模仿大腦結(jié)構(gòu)和工作機(jī)理的新型計(jì)算方式。潘綱介紹道：“在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上，它模仿大腦的神經(jīng)元間的連接方式和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。在工作機(jī)理上，它仿照大腦工作方式，將計(jì)算機(jī)的數(shù)值計(jì)算變成脈沖方式計(jì)算。以這個(gè)原理啟發(fā)工作的芯片就被稱(chēng)為類(lèi)腦計(jì)算芯片，采用類(lèi)腦計(jì)算芯片我們可以構(gòu)建規(guī)模更大的類(lèi)腦計(jì)算機(jī)系統(tǒng)�！�

“悟空”就是這樣的超大規(guī)�；趯�(zhuān)用神經(jīng)擬態(tài)芯片的類(lèi)腦計(jì)算機(jī)。支持超20億規(guī)模的脈沖神經(jīng)元，神經(jīng)突觸超過(guò)千億，這個(gè)規(guī)模，已經(jīng)非常接近猴子的大腦規(guī)模。除此之外，悟空用了960顆達(dá)爾文3代芯片，在典型運(yùn)行狀態(tài)下功耗僅為2000瓦。

而對(duì)于大家好奇的類(lèi)腦計(jì)算機(jī)到底有什么用？潘綱也給出了自己的答案。

首先是類(lèi)腦計(jì)算機(jī)可以從底層工作原理去重構(gòu)智能模型。當(dāng)前的大模型是大數(shù)據(jù)和大算力催生的規(guī)模驅(qū)動(dòng)型智能。

潘綱表示，“類(lèi)腦大模型試圖通過(guò)模仿智能的本源，大腦的架構(gòu)和工作原理，從底層重構(gòu)智能模型，探索解決學(xué)習(xí)能力弱和思考太費(fèi)電等問(wèn)題。”

目前，團(tuán)隊(duì)已將一個(gè)基于脈沖工作方式的DeepSeek類(lèi)腦大模型在“悟空”上成功部署，能夠完成邏輯推理、內(nèi)容生成和數(shù)學(xué)求解等高級(jí)智能任務(wù)。

其次，據(jù)潘綱表示，類(lèi)腦計(jì)算機(jī)用仿腦的架構(gòu)有望高效實(shí)現(xiàn)生物大腦系統(tǒng)模擬。用這樣腦模擬的方式，為腦科學(xué)與腦疾病的科學(xué)研究，提供了全新的方案。

“現(xiàn)在我們很多腦科學(xué)相關(guān)研究，往往需要大量的果蠅、獼猴、小鼠、斑馬魚(yú)等動(dòng)物作貢獻(xiàn)。相信未來(lái)，類(lèi)腦計(jì)算機(jī)在腦模擬方面的進(jìn)展，能夠?yàn)槲覀兩窠?jīng)科學(xué)家提供全新的數(shù)字化的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ剑^少對(duì)動(dòng)物的使用，大大加快研究速度。”潘綱充滿(mǎn)信心地說(shuō)。

會(huì)后，針對(duì)這一技術(shù)，搜狐科技等媒體對(duì)話(huà)了浙江大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院求是特聘教授潘綱，聽(tīng)他分享了這一技術(shù)背后的故事。

以下為本次對(duì)話(huà)精編：

媒體：類(lèi)腦芯片是怎么模擬生物突觸的可塑性的？

潘綱：為了讓芯片具備更強(qiáng)的算力，我們采用了相對(duì)成熟一些的芯片技術(shù)。最主要是現(xiàn)在我們使用的存儲(chǔ)單元，將其與神經(jīng)元進(jìn)行一體化設(shè)計(jì)，神經(jīng)元之間的連接信息就存儲(chǔ)在神經(jīng)元邊上。每個(gè)神經(jīng)元都有自己的很小的存儲(chǔ)單元，去實(shí)現(xiàn)我們突觸的功能。

為了讓神經(jīng)元和突觸的功能更加靈活，我們還加引入了指令集。通過(guò)指令靈活編程就可以支持不同的神經(jīng)元和突觸類(lèi)型。我們也在探索用新型器件來(lái)實(shí)現(xiàn)突觸單元，比如說(shuō)現(xiàn)在的憶阻器技術(shù)。這種技術(shù)也可以用來(lái)模擬突觸，并且優(yōu)勢(shì)在于，僅用極少的電路就能非常精確地模擬單個(gè)突觸。

媒體：相比于傳統(tǒng)的GPU計(jì)算，在處理復(fù)雜模式識(shí)別任務(wù)方面，它有什么樣的優(yōu)勢(shì)？

潘綱：與傳統(tǒng)計(jì)算相比，這種新模式的優(yōu)勢(shì)之一就是功耗。我們可以讓傳統(tǒng)計(jì)算方式和我們的芯片運(yùn)行類(lèi)似的任務(wù)，然后直接對(duì)比能耗。從目前國(guó)內(nèi)外的一些研究結(jié)果來(lái)看，這種新型計(jì)算模式在功耗上還是具有較為明顯的優(yōu)勢(shì)的。

媒體：這種模擬大腦的研究路徑，對(duì)于我們?nèi)ダ斫馊祟?lèi)的認(rèn)知和神經(jīng)疾病機(jī)制，能提供哪些傳統(tǒng)方法帶來(lái)不了的一些新的見(jiàn)解？

潘綱：我覺(jué)得一個(gè)比較重要的方面是可能會(huì)改變我們?cè)瓉?lái)做研究的模式。過(guò)去，我們做跟大腦原理、腦疾病機(jī)制等相關(guān)的研究，一般是先提出一些假設(shè)，然后通過(guò)開(kāi)展動(dòng)物實(shí)驗(yàn)或臨床實(shí)驗(yàn)去驗(yàn)證。如果我們調(diào)整了假設(shè)，就再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)周期通常都比較長(zhǎng)，幾個(gè)月甚至超過(guò)一年，都是很正常的。

如果我們可以先通過(guò)類(lèi)腦計(jì)算機(jī)模擬，初步驗(yàn)證一些假設(shè)的可能性，然后再進(jìn)入動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，甚至臨床階段，那么我們的整個(gè)科學(xué)研究進(jìn)程會(huì)大大加速。

媒體：在您研究的過(guò)程中，有沒(méi)有一些覺(jué)得驚喜或者意外的瞬間，讓您覺(jué)得類(lèi)腦的計(jì)算機(jī)是一條比較正確的道路？

潘綱：當(dāng)初決定做這件事，也并非突發(fā)奇想，在做之前進(jìn)行了深入的思考和調(diào)研，以及評(píng)估路徑的可行性。但是不管哪個(gè)路徑，在過(guò)程當(dāng)中肯定是充滿(mǎn)不確定性和未知，如果是已知的那就不用我們?nèi)ヌ剿髁恕?/p>

很早以前，人工智能之父圖靈就想過(guò)用模擬大腦的方式去構(gòu)建計(jì)算機(jī)。當(dāng)時(shí)因?yàn)楦鞣N條件所限，這個(gè)想法并沒(méi)做起來(lái)。后來(lái)，人們選擇了一條折中的路徑——用軟件的方式模擬大腦，例如，我們現(xiàn)在熟知的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。但是，目前主流的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，本質(zhì)上仍然是對(duì)大腦神經(jīng)系統(tǒng)的一種高度抽象和簡(jiǎn)化。所以一個(gè)自然而然的想法就是：我們有沒(méi)有可能更進(jìn)一步，更深入地模擬大腦，從而將大腦的優(yōu)勢(shì)更大地發(fā)揮出來(lái)，讓智能系統(tǒng)的能力更強(qiáng)？

我們大腦擅長(zhǎng)的并不是強(qiáng)大的數(shù)值計(jì)算能力。在單純的算術(shù)上，人腦很早就比不過(guò)計(jì)算器了。而傳統(tǒng)的CPU設(shè)計(jì)目標(biāo)就是以運(yùn)算為核心，其最基本的指令集就是加、減、乘、除等。我們現(xiàn)在的人工智能算法，主要還是運(yùn)行在這樣一套為數(shù)值計(jì)算設(shè)計(jì)的體系之上的系統(tǒng)。

因此，我們想嘗試一條不一樣的思路，盡管這條路確實(shí)充滿(mǎn)不確定性。但如果沒(méi)有人去探索，這個(gè)領(lǐng)域就永遠(yuǎn)不會(huì)有發(fā)展。這些探索的經(jīng)驗(yàn)，能為后來(lái)的研究者提供方向，讓他們知道前人走到了哪里。我覺(jué)得這就是科學(xué)的探索精神。

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