2014突破性科学技术研究：神经形态芯片

　　本文为作者 Robert D. Hof 发表在 MIT TechnologyReview 网站上的《Neuromorphic Chips》一文，是《2014突破性科学技术》系列文章的第4篇，主要讲述了高通等公司研发的微处理器可以像人脑一样计算，这样计算机就可以知道它们周围发生了什么事情。

　　突破点：计算机芯片的另外一种设计方法，增强了人工智能的计算效率。

　　突破理由：传统的芯片已经接近理论性能极限。

　　主要参与者：高通、IBM、HRL 实验室、人脑项目

　　一个名叫先锋（pioneer）的小机器人缓缓地走到一张印有“美国队长”的地毯上。而在外面，周围有一群人看着它。这里是高通实验测试模拟的场景，模拟的是一个儿童的卧室。先锋停了下来，好像是在测量周围的环境，然后像滚雪球一样卷起了这张地毯，转身，准备把它放到玩具箱里。高通的资深工程师 Ilwoo Chang 朝着先锋机器人摆动双手，示意它不应该放在这里。先锋用它的摄像头看着这个手势，然后听话地接受了这个命令。随后它会回到刚才的位置，把地毯放下，发现了另外一个蜘蛛人玩偶。这一次，先锋机器人直接冲向了玩偶，不顾周围的国际象棋，在没有人指导的情况下把玩具放到了箱子里。

　　这场演示发生在高通位于圣地亚哥的总部内，虽说是演示，但却可以看到未来计算的影子。这台机器人处理任务时需要的强大的计算能力，在以前，进行这些计算的都是那些耗电多的大型设备。而先锋机器人使用的只是一个智能手机芯片，运行了特制的软件而已，它能识别此前未见过的物体，根据相关物体的相似性来分类，将不同的物品放在房间的正确位置，不需要累人的编程，只需要向它展示物体和位置即可。这台小小的机器人之所以能做这些，是因为它模拟了人脑工作的状态。

　　在今年晚些时间，高通公司将揭露科学技术是如何植入到日常电子设备芯片中的。这些“神经形态”芯片（之所以这么命名，是因为他们模拟了大脑）被设计成处理传感器数据（图像、声音等）以及根据未编程的数据变化做出反应。这些芯片实现了人工智能领域需要几十年才能完成的任务，让机器可以像人一样理解世界、与世界互动。医疗传感器和设备可以追踪病人的生命体征，根据时间采取医疗对策，学会调整药量，甚至可以及早发现病情。智能手机可以学习你接下来将要输入的文字，然后在后台设置提醒。Google 的自驾驶汽车或许不再需要驾驶员的帮助，扫地机器人永远都不会卡在沙发下面。高通技术总监 Matthew Grob 说：“我们正在模糊芯片和生物系统之间的隔阂。”

　　高通的芯片需要到 2015 年才能上市，今年，高通公司将向研究者发放芯片让他们测试。只要高通一发货，“零计划”将成为第一个大规模神经模型计算商用平台。高通公司也将在许多大学和研究机构之前实现这些功能，比如说 IBM 实验室和 HRL 实验室。这两家已经花了 1 亿美元来为美国国防部高级研究项目局研发神经形态芯片。此外，欧洲人脑项目联合海德堡大学和曼彻斯特大学的研究者也花了 1 亿欧元来研究神经形态项目。另外一个德国小组最近报告说利用神经形态芯片和软件模拟了昆虫的气味处理系统，可以通过闻花来判断植物种类。