CNCC 2016 | 中科院蒋田仔教授:脑网络组对类脑计算的启示

所谓“类脑计算”,是指仿真、模拟和借鉴大脑神经系统结构和信息处理过程的装置、模型和方法,其目标是制造类脑计算机。上周,蒋田仔教授,中国科学院自动化研究所,脑网络组研究中心。在CNCC 2016的脑科学与类脑计算分论坛里分享了脑网络组对类脑计算的启示的主题报告。雷锋网(公众号:雷锋网)根据现场分享整理了其中亮点:

脑网络组对类脑计算的启示,我们先了解一个大前提。

脑网络组图谱是类脑计算基础。

注:脑网络组是以脑网络为基本单元的组学,它由脑网络节点和节点之间的连接两个基本要素组成;这两个要素可以从微观(神经元),介观(功能柱)和宏观(脑区)尺度上来定义。

不过现在基于脑网络组图谱的认知计算模型有个问题:现在对于脑功能模块的划分过于粗糙。

对于脑功能模块的划分,看下面这张图,可以知道脑网络组图谱在类脑计算的应用。

  • 布洛卡区与维尼克区     -自然语言处理
  • 颞叶视觉皮层                 -复杂图形识别
  • 顶叶皮层                 -空间位置信息处理
  • 额叶皮层                        - 在线决策系统
  • 海马及内嗅皮层  -时域信息整合与导航

脑网络组对类脑计算的启示:核心——脑网络信息处理机制是类脑计算的依据。

启示一)脑网络神经元相互作用的基本规律。

下面的相互作用机制,下面从上到下,从左到右。依次是

  • 脑网络神经元的相互作用机制。
  • 神经元二阶相互作用。
  • 神经元高阶相互作用。
  • 神经元高阶相互作用特点。

经过大量实验,观察得到的结论是——高阶相互作用是二阶相关的附产物,可以用一个简单的模型精确刻画。

并且关于高阶相互作用,这其中有个关键的研究进展:在2006-2008年的时候,我们认为神经网络并不存在高阶相互作用。但到了2009-2011年的时候,Nature(自然杂志),PNAS《美国科学院院报》等权威杂志相继刊出文章承认高阶相互作用是广泛存在的。

这个趋势对于类脑计算的启示是:

  • 刻画和构建网络的复杂度-简化类脑计算体系的设计复杂度。
  • 证实一个简单的模型能够用于准确模拟大规模神经网络的活动,是计算复杂度大大降低。-有利于超大规模神经网络的仿真。

启示二)大脑皮层的临界状态研究。

1)目前的神经形态芯片设计

其优点是:分布式处理,事件驱动,低耗能,小体积。(IBM公司在1956年创建第一台人脑模拟器(512 个神经元),其新芯片架构没有固定的编程,把内存与处理器集成在一起,模仿大脑的事件驱动、分布式和并行处理方式。)

其缺点是:整体系统状态固定,不可调。

2)而深度神经网络局限性也正在被大家所熟知:知识不能推广和移植(训练深度神经网络并不是一件十分轻松的工作,神经网络的训练经验不能直接移植。)

3)最近大脑皮层的临界状态的问题,经过大量实验,首次证明脑网络活动位于热力学临界态附近,为理解这些现象提供了统一的框架

  • 对整体状态的有效调节。
  • 系统信息表征能力最大
  • 对外界刺激最敏感。
  • 位于混度与有序的边缘。

对于类脑计算的启示是,我们可不可以这样?

本文作者:宗仁

本文转自雷锋网禁止二次转载,原文链接

时间: 2024-11-01 22:56:35

CNCC 2016 | 中科院蒋田仔教授:脑网络组对类脑计算的启示的相关文章

CNCC 2016| 中科院包云岗37页PPT剖析 ——如何降低云计算数据中心的成本?

雷锋网(公众号:雷锋网)按:本文根据包云岗教授近日在 CNCC 2016 上所做的大会特邀报告<云计算与标签化冯诺依曼体系结构>编辑整理而来,在未改变原意的基础上略作了删减. 包云岗,于2003年获南京大学理学学士,2008年获中科院计算所博士学位,现为中科院计算所研究员,博士生导师,先进计算机系统研究中心副主任.研究方向主要是计算机系统结构.主要工作包括:(1)博士期间带领小组设计与实现了在国际上具有独特优势的访存监控系统HMTT (Sigmetrics'08),为斯坦福大学.EPFL.清华

CNCC 2016 | 中科院谭铁牛:大数据时代的模式识别

编者注:谭铁牛现为中国科学院副院长.中科院自动化所智能感知与计算研究中心主任,他是中国科学院院士.英国皇家工程院外籍院士.发展中国家科学院(TWAS)院士.巴西科学院通讯院士.中国图像图形学学会理事长.中国人工智能学会副理事长.主要从事图像处理.计算机视觉和模式识别等相关领域的研究工作,已出版编著和专著11部,并在主要的国内外学术期刊和国际学术会议上发表论文500多篇,获准和申请发明专利80多项.曾任中科院自动化所所长.模式识别国家重点实验室主任.中国计算机学会副理事长.国际模式识别协会副主席.

抄袭人类大脑!类脑人工智能会是未来吗?

 我们从什么时候开始有冲动,要造出和我们一样聪明的机器人呢? 1956年夏天,十个来自不同学科的年轻学者召开了两个月的研讨会,第一次提出人工智能这一概念.从此,"探寻智能的本质"这个浪漫的梦想一直扎根于人们心中.造出一个和我们一样"聪明"的机器人,也成为了这个梦想的终极目标.根据上世纪60年代人们的预测,到2020年,人类就可以造出超越自己智慧的人工智能了. 然而遗憾的是,时至今日,我们连自己的大脑如何运作都还没搞清楚,更遑论造出和我们一样的人工智能了.用"

近距离接触类脑计算,看脑机接口如何走向脑机融合|CCF-ADL 新课报名中

雷锋网(公众号:雷锋网)AI科技评论按:7月28日~7月30日,由中国计算机学会主办的第81期 ADL(Advanced Disciplines Lectures)学科前沿讲习班将在京召开.本期主题为<类脑计算>,旨在帮助学员快速入门类脑计算原理和技术,了解学科热点以及应用方法,开阔科研视野,增进学术交流和增强实践能力.雷锋网作为独家合作媒体将进行全程报道,同时AI慕课学院已获本次讲习班独家线上视频版权,不能来现场听课的同学请猛戳右侧超链接:www.mooc.ai  . 课程链接:类脑计算线上

马斯克说的脑机结合还有多远?真正的脑机科技前沿告诉你真相 | CCF ADL 81类脑计算前沿班回顾

近日,特斯拉CEO马斯克关于AI的言论引起了很大争议,马斯克表示AI可能在2030年至2040年就全面超越人类,他称自己接触了最前沿的脑机科学,因此认为"AI"是"人类文明史上面临的最大威胁".马斯克创办的Neuralink公司将开发一种被称为"神经蕾丝"的技术,在人脑中植入细小的电极,可能有朝一日能用来上传.下载人的思想,期望实现人与人之间的心灵感应--把想法直接从一个人的大脑转移到另一个而不通过任何外部设备.不少人对马斯克的想法泼了冷水,那么

CNCC 2016 | 南京大学黄宜华教授 50 张 PPT 剖析 Alluxio 及其应用

雷锋网(公众号:雷锋网)按:本文根据黄宜华在 CNCC 2016 大数据高峰论坛上所做的报告< 基于内存的统一分布式存储系统 Alluxio 及其应用 >编辑整理而来,在未改变原意的基础上略有删减.文末有福利. 黄宜华, 博士, 教授, 博导,南京大学 PASA 大数据技术实验室负责人. 主要研究领域为大数据并行处理.多核并行计算.云计算.Web信息挖掘集成.语义分析挖掘.中文信息处理.以及计算机应用.目前担任中国计算机学会大数据专家委员会委员.副秘书长,江苏省计算机学会大数据专家委员会主任,

CNCC 2016|清华大学张钹院士起底: 后深度学习时代的人工智能

雷锋网(公众号:雷锋网)按:本文根据张钹院士近日在 CNCC 2016 上所做的大会特邀报告<<人工智能未来展望,后深度学习时代>>编辑整理而来,在未改变原意的基础上略作了删减. 张钹:CCF会士,2014CCF终身成就奖获得者,中国科学院院士,计算机专家,清华大学类脑计算研究中心学术委员会主任.曾任信息学院学术委员会主任物联网物联网,智能技术与系统国家重点实验室主任,中国自动化学会智能控制专业委员会主任,计算机学报副主宾,2011年德国汉堡大学授予自然科学名誉博士,2016年获微

CNCC 2016 | 中国工程院高文院士39张PPT带你看懂人工智能60年浪潮

雷锋网(公众号:雷锋网)按:本文根据高文院士今天上午在 CNCC 2016 上所做的大会特邀报告<人工智能--螺旋上升的60年>编辑整理而来,在未改变原意的基础上略有删减. 高文,北京大学信息科学技术学院教授.中国工程院院士.ACM/IEEE Fellow.1991年获日本东京大学电子工程学博士.曾任国家八六三计划智能计算机主题专家组成员.组长,973项目首席科学家.曾任中国科学院计算技术研究所所长.中国科学技术大学副校长.中国科学院研究生院常务副院长.曾任第四届.第五届国务院学位委员会计算机

大会直击|伯明翰大学教授姚新:类脑计算研究中三个被遗忘的问题

雷锋网(公众号:雷锋网)按:姚新,现为英国伯明翰大学计算机学院讲座教授,计算智能及其应用卓越研究中心主任,IEEE Fellow(院士),IEEE 计算智能学会杰出讲座教授.2003 - 2008年任IEEE 进化计算学报主编,2014-2015年任IEEE进化计算学会主席.他的主要研究领域包括进化计算和集成学习及其应用,特别是在软件工程中的应用.他的论文曾获2001年 IEEE Donald G. Fink奖优秀论文奖.2010和2015年IEEE 进化计算学报杰出论文奖.2010年BT Go