模擬人腦

該項名為Compass的人腦模擬計劃，隸屬于IBM認知計算(Cognitive Cumputing)研究項目。認知計算是通過內(nèi)存模仿突觸、通信模仿軸突、計算模仿神經(jīng)元等一系列方式來模擬人類大腦。

近年來，越來越多的科幻電影都在探討電腦會不會和人類一向獨立思考的問題，例如人工智能是否真的可以達到人機互戀的程度，電腦會不會有一天取代人類主宰地球等等。

關(guān)于人工智能的研究，2011年的人機大戰(zhàn)已經(jīng)讓世界領(lǐng)略到Waston的智能水平，而此前國外媒體傳出消息，按照目前的進度，IBM認知計算計劃將于 2019年左右完全模擬人類電腦，屆時IBM將用約88萬個CPU完全模擬人類大腦，屆時整個系統(tǒng)可能需要4PB的內(nèi)存，浮點計算的性能可能超過 1EFLOPS，與處理問題的速度與人腦相當。

IBM模擬人腦

IBM科學家達門德·莫哈說表示，大腦具有一種驚人的跨意識的多重含義信息整合的能力，它可以毫不費力的創(chuàng)建時間、空間和物體的種類，以及得出感官數(shù)據(jù)的相互關(guān)系。大腦可以完成各種無與倫比的技藝，令現(xiàn)在的計算機望塵莫及。

早在2008年11月，IBM就傳出消息，IBM公司將領(lǐng)導一項由政府資助的聯(lián)合項目，該計劃將研制可以模擬人類大腦的電子線路。研究領(lǐng)域的主要一個部分是“認知計算機技術(shù)”，將有神經(jīng)生物學家、計算機和材料科學家以及心理學家的通力合作。

IBM認知計算(Cognitive Cumputing)研究項目

此次的Compass項目以及2008年的認知計算機技術(shù)都是隸屬于IBM認知計算(Cognitive Cumputing)研究項目，認知計算項目是通過內(nèi)存模仿突觸、通信模仿軸突、計算模仿神經(jīng)元的方式，模擬出人類大腦。

Compass項目介紹

Compass項目中，IBM的科學家利用20.84億個neurosynaptic cores(神經(jīng)突觸核心)模擬了5千3百億個神經(jīng)元以及137億個神經(jīng)突觸。項目中還利用到了現(xiàn)在世界排名第二的IBM Seqoia超級計算機。

neurosynaptic cores

neurosynaptic cores(神經(jīng)突觸核心)是IBM特殊設計的芯片，可以充分激發(fā)新計算架構(gòu)的潛能，并將最終取代現(xiàn)在模擬中使用的超級計算機。

neurosynaptic cores

與人類神經(jīng)系統(tǒng)相似，每個神經(jīng)突觸核心都是由神經(jīng)元、突觸和軸突組成的。不過雖然被如此命名，但這些器件其實并不是模仿生物大腦中的結(jié)構(gòu)而設計的。它們的設計目標是降低生產(chǎn)成本和提高性能。

在2009年，關(guān)于模擬人類大腦的藍色基因計劃正式公布，并在2009年獲得美國國家科技創(chuàng)新獎章，當時IBM用147456個Power系列處理器模擬一只貓的大腦。IBM的研究人員建立了貓的大腦皮層模擬機構(gòu)，其中包括10億腦細胞和10兆認知神經(jīng)元突觸，信息的傳遞和連接就在這些神經(jīng)元中間進行。這具貓腦數(shù)字模型的運行速度目前只相當于真貓大腦實際運行速度的1/100。

模擬貓腦

在11年10月份，IBM透露，其正在研究的新型仿生芯片，可模仿人類大腦的運算并能夠?qū)崿F(xiàn)學習和記憶，并且極大提高人工智能實現(xiàn)效率。

人類大腦模型

John E.Kelly表示通過這種仿生學芯片IBM的仿生學計算機在未來能夠模擬20億個人腦的神經(jīng)元并實現(xiàn)對認知計算的初步完成，這種仿生學計算機將會是計算技術(shù)未來發(fā)展的一個重要方向。

IBM研究主管John E.Kelly在墨爾本大學接受采訪時表示，IBM研發(fā)的新型仿生芯片，可以模仿人類大腦的運算并能夠?qū)崿F(xiàn)學習和記憶，同時可以觸類旁通并實現(xiàn)對知識的創(chuàng)造，這種具有創(chuàng)新能力的設計將會讓電腦擁有自我學習和創(chuàng)造的能力。

IBM人類仿生芯片

在此次的Compass項目中，IBM以及其合作者的科學家們起初是通過一個CoCoMac數(shù)據(jù)庫來建立大腦系統(tǒng)的。CoCoMac是一套包含獼猴大腦結(jié)構(gòu)信息的數(shù)據(jù)庫，雖然還不完整，但卻足夠全面。

從CoCoMac推導出的神經(jīng)突觸網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)

在經(jīng)過了四年對CoCoMac的艱難修補之后，人腦模擬的團隊最終得到了一套可用的數(shù)據(jù)，并在此基礎(chǔ)上建立起了他們的人工大腦，這一系統(tǒng)的兩個主要組成部分便是神經(jīng)元和神經(jīng)突觸。

大腦模擬

隨著技術(shù)的發(fā)展與進步，模擬貓腦需要CPU數(shù)量已經(jīng)從當時的147456個縮減為24576個，而147456個Power系列處理器目前已經(jīng)可以模擬出4.5%的人類大腦。完全模擬人類大腦需要88萬個CPU，按照目前的研究進度，認知計算計劃最快可于17年內(nèi)完成，即2019年完全模擬出人類大腦。

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