IBM開發(fā)人腦模擬芯片：讓手機(jī)沒什么不可能

去年8月，IBM公布了運(yùn)行方式與人腦神經(jīng)元和突觸相似的芯片。據(jù)《麻省理工技術(shù)評論》網(wǎng)站報(bào)道，目前，IBM已經(jīng)開始研發(fā)新一代人腦模擬芯片，使移動(dòng)設(shè)備能更好地完成一些對人腦來說相當(dāng)容易但對計(jì)算機(jī)來說卻相當(dāng)困難的任務(wù)，例如語音識(shí)別和詮釋圖片。

負(fù)責(zé)IBM研究院的高級副總裁約翰柯利(JohnKelly)表示，“我們在開發(fā)新一代芯片，但目前最重要的是尋找商業(yè)合作伙伴。企業(yè)可以把這一芯片用于所有種類的移動(dòng)設(shè)備、機(jī)器、汽車等產(chǎn)品中。”

《麻省理工技術(shù)評論》表示，柯利稱為手機(jī)等產(chǎn)品配置腦啟發(fā)芯片使得它們能識(shí)別機(jī)主所說的話，追蹤周圍發(fā)生的活動(dòng)。目前與這一技術(shù)最接近的產(chǎn)品能“聽懂”幾個(gè)關(guān)鍵字。用戶能通過說“HeySiri”喚醒蘋果最新款iPhone，“OKGoogle”能喚醒部分Android手機(jī)。

IBM的TrueNorth芯片架構(gòu)是通過由美國國防部高級研究計(jì)劃局資助的一個(gè)項(xiàng)目開發(fā)的，旨在使便攜式計(jì)算機(jī)在無需借助云計(jì)算技術(shù)，只使用很低能耗的情況下，運(yùn)行圖像或語音識(shí)別等先進(jìn)機(jī)器智能軟件。

柯利表示，IBM在與知名計(jì)算機(jī)系統(tǒng)制造商洽談應(yīng)用TrueNorth的事宜，但沒有披露具體的合作伙伴，“我們在與移動(dòng)和物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的廠商洽談”。TrueNorth芯片可以作為“協(xié)處理器”應(yīng)用在設(shè)備中。

去年8月份公布的TrueNorth芯片大小與郵票相當(dāng)，有100萬個(gè)硅“神經(jīng)元”，以及2.56億個(gè)與突觸類似的連接。TrueNorth的能耗不足與其尺寸相當(dāng)?shù)膫鹘y(tǒng)芯片的千分之一。在IBM的演示中，其神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)能完成實(shí)時(shí)識(shí)別視頻中不同車輛等任務(wù)。

但是，由于TrueNorth芯片與現(xiàn)有計(jì)算機(jī)芯片有很大不同之處，因此它要求新的軟件開發(fā)方法。其偽神經(jīng)元的工作方式不同于基于軟件的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。最近，通過一種名為“深度學(xué)習(xí)”的方法，谷歌、Facebook和微軟在利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理語音和圖像方面取得了突破。

《麻省理工技術(shù)評論》稱，IBMTrueNorth架構(gòu)中的神經(jīng)元利用電子開關(guān)“尖峰”對數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼，模擬生物神經(jīng)元的尖峰信號。用于深度學(xué)習(xí)中的模擬神經(jīng)元不使用尖峰。

在語音識(shí)別或圖像處理等任務(wù)方面，利用尖峰神經(jīng)元的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)——包括IBM的技術(shù)在內(nèi)，性能還不如利用深度學(xué)習(xí)的類似技術(shù)。Facebook人工智能實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人、深度學(xué)習(xí)專家雅恩樂昆(YannLeCun)對利用尖峰神經(jīng)元的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)用性提出了懷疑。

負(fù)責(zé)IBM腦啟發(fā)芯片開發(fā)的德爾門德拉莫德哈(DharmendraModha)反駁稱，對于在低能耗芯片中運(yùn)行的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)而言，尖峰是至關(guān)重要的。他說，其團(tuán)隊(duì)已經(jīng)開始開發(fā)相關(guān)工具，把經(jīng)過充分訓(xùn)練的深度學(xué)習(xí)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)移植到TrueNorth芯片，“芯片是基質(zhì)，能映射各種各樣的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”。

索爾克生物研究所計(jì)算神經(jīng)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室掌門特倫斯塞吉諾斯基(TerrenceSejnowski)稱，要想使便攜式計(jì)算機(jī)在不消耗大量能源或借助云計(jì)算技術(shù)的情況下完成智能型任務(wù)，尖峰神經(jīng)元是重要的。

《麻省理工技術(shù)評論》指出，即使IBM的腦啟發(fā)芯片架構(gòu)與深度學(xué)習(xí)技術(shù)“和好”，也將面臨競爭。谷歌已經(jīng)在開發(fā)能在現(xiàn)有移動(dòng)設(shè)備上運(yùn)行的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。包括知名移動(dòng)芯片廠商高通在內(nèi)的數(shù)家公司在開發(fā)芯片，以在手機(jī)等計(jì)算設(shè)備和車載計(jì)算機(jī)上運(yùn)行現(xiàn)有的深度學(xué)習(xí)軟件。