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“先鋒”的動作停頓了下來，好像在評估周遭環境，然後，它用自己身前像雪鏟一樣的工具把美國隊長攬入懷中，轉個身，把它向三個矮矮的玩具箱推去。

高級工程師章艾烏（Ilwoo Chang）抬起兩隻手臂，指向應該投放“美國隊長”的那個箱子。

“先鋒”的攝像頭看到了這個動作，乖乖地照做了。然後它又翻滾著折返，發現了另一個動作片人物“蜘蛛俠”。

這次它直線向蜘蛛俠靠攏，完全無視附近擺放著的一個圍棋盤，在無人指揮的情況下，把“蜘蛛俠”運送到同一個箱子裡。

這次演示在高通位於聖地亞哥的總部完成，看起來沒什麼大不了的。不過，你卻可以從中窺見計算的未來。

機器人完成的這些任務過去通常需要強大的、經過專門編程的計算機完成，耗費的電力也多得多。而“先鋒”只是配備了一個智能手機芯片和專門的軟件，就能識別從前機器人無法識別的物體，根據它們與相關物體的相似程度來做分類，再把它們傳送到房間中正確的位置。

這一切並不是源於繁複的編程，而只是因為人向它演示過一次它該往哪裡走。機器人可以做到這些，是因為它模仿了人腦的運作，儘管這種模仿非常有限。

今年下半年，高通會開始對外透露如何把這項技術鑲嵌進各種電子設備使用的矽片中。這些“神經形態”芯片（如此命名是因為它們是以生物腦為基礎來構造的）會被設計成能夠處理圖片、聲音等感官數據，並以未經特殊編程的方式來應對這些數據中發生的變化。

高通承諾會加速數十年來斷斷續續發展的人工智能，並使得機器能以和人類相似的方式來理解這個世界並與之互動。醫療傳感器和設備將長期追踪個人的生命體徵並對治療做出反饋，學會調整劑量，甚至儘早地捕捉到問題。

你的智能手機將學會預期你下一步想幹什麼，比如，發送給你將要會面的人的背景資料、提醒你到時間出發去開會了。那些谷歌正在試驗的自動駕駛汽車可能完全不需要你的幫助，而更靈敏的家用吸塵器不會再卡在你家的沙發底下。

“我們正在把矽片和生物系統間的界限變模糊，”高通的技術總監馬修·格羅布（Matthew Grob）說。

高通研發的這種芯片最早要明年才問世。該公司今年將招募研究人員來測試這項技術。如果成功，這個名為Zeroth的項目將成為神經形態計算首個大規模的商業平台。

除高通這個項目外，美國大學院校和企業實驗室也在開展充滿前景的努力，比如IBM研究院和HRL實驗室各自都在美國國防高等研究計劃署的一個耗資1億美元的項目下開發了神經形態芯片。類似地，歐洲的人腦項目正在神經形態項目上花費約1億歐元，其中包括海德堡大學和曼徹斯特大學的項目。

另外，德國的一個團隊近來報告稱，他們使用的一個神經形態芯片和軟件模仿了昆蟲的氣味處理系統，能根據植物的花朵來識別植物所屬的種類。

今天的計算機用的都是所謂的馮諾依曼結構，在一個中央處理器和記憶芯片之間以線性計算序列來回傳輸數據。這種方式在處理數字和執行精確撰寫的程序時非常好用，但在處理圖片或聲音並理解它們的意義時效果不佳。

有件事很說明問題：2012年，谷歌展示了它的人工智能軟件在未被告知貓是什麼東西的情況下，可以學會識別視頻中的貓，而完成這個任務用到了1.6萬台處理器。

要繼續改善這類處理器的性能，生產商得在其中配備更多更快的晶體管、矽存儲緩存和數據通路，但所有這些組件產生的熱量限制了芯片的運作速度，尤其在電力有限的移動設備中。這可能會阻礙人們開發出有效處理圖片、聲音和其他感官信息的設備，以及將其應用於面部識別、機器人，或者交通設備航運等任務中。

對於攻克這類物理挑戰，沒有什麼企業的興趣趕得上高通。這家公司是許多手機和平板電腦使用的無線芯片的製造商。移動設備用戶對於自己手中的機器的需求日益增多，但今天的個人輔助服務比如蘋果的Siri和Google Now都有局限性，因為它們必須向雲端要求更多強大的計算機來回答或預估人們的提問。

“我們正迎難而上，”領導Zeroth工程師團隊的高通技術副總裁傑夫·格爾哈爾（Jeff Gehlhaar）說。

神經形態芯片嘗試在矽片中模仿人腦以大規模的平行方式處理信息：幾十億神經元和千萬億個突觸對視覺和聲音刺激物這類感官輸入做出反應。

作為對圖像、聲音等內容的反應，這些神經元也會改變它們相互間連接的方式，我們把這個過程叫做學習。神經形態芯片納入了受人腦啟發的“神經網路”模式，因此能做同樣的事。

這是為何高通的機器人（即使目前它還只是運行模擬神經形態芯片的軟件而已）能在沒見過“蜘蛛俠”的情況下，把它放到投放“美國隊長”的同樣地點。

即使神經形態芯片遠不如人腦能幹，在處理感官數據和從中學習這個方面，它們比現有的計算機速度快得多。

人工智能的頂尖思想家傑夫·霍金斯（Jeff Hawkins）說，在傳統處理器上用專門的軟件嘗試模擬人腦（谷歌在貓實驗中所做的），以此作為不斷提升的智能基礎，這太過低效了。

霍金斯創造了掌上電腦（ Palm Pilot ），後來又聯合創辦了 Numenta公司，後者製造從人腦中獲得啟發的軟件。“你不可能只在軟件中建造它，”他說到人工智能，“你必須在矽片中建造它。”

神經通道

隨著智能手機廣泛流行，高通公司也宏圖大展，該公司的市場資本如今已經超過英特爾。這在某種程度上要歸功於高通取得的數百項無線傳播專利。這些專利就陳列在其總部大堂7層樓道的其中兩層。

現在，高通又在等待再次突破的一刻。它和一家神經科學創業公司Brain Corp合作，投資了這家公司（該公司就設在其總部大樓裡），也和自己不斷擴大的員工隊伍合作。

過去五年，該公司已經悄無聲息地開展工作，創造出模擬腦功能的算法以及執行這些算法的硬件。Zeroth項目最初專注於機器人應用，因為機器人和真實世界互動的方式為人腦的學習過程提供了廣泛教程——這些教程然後可以被應用​​於智能手機和其他產品。

這個項目的名稱取自艾薩克·阿西莫夫（Isaac Asimov）的機器人“零規則”（Zeroth Law）：“機器人不得危害人類，也不能眼見人類遭到危害而袖手旁觀。”

神經形態芯片的創意可以追溯到幾十年前。加州理工大學的退休教授、集成電路設計的傳奇人物卡弗·米德（Carver Mead）在1990年發表的一篇論文中首次提出了這個名稱。

這篇論文介紹了模擬芯片如何能夠模仿腦部神經元和突觸的電活動。所謂模擬芯片，其輸出是變化的，就像真實世界中發生的現象，這和數字芯片二進制、非開即關的性質不同。

不過，米德設法建造可信賴的模擬芯片設計的過程並不容易，只有Audience公司製造的降噪芯片的銷售達到幾億美元，這是一個可算作神經形態的處理器。這個芯片基於人的耳蝸的構造，已經在蘋果、三星等公司的手機中使用。

作為一家商業公司，高通更看重實用性而非純粹的設計性能。所以該公司開發的神經形態芯片仍然是數字芯片，要比模擬芯片更容易預估和製造。這些芯片編碼和傳輸數據的方式模仿了腦部在對感官信息做出反應時生成的電波動。

“即使是使用這種數字化的呈現，我們也能複制在生物學中看到的大量行為，”Zeroth項目工程師安東尼·路易斯（Anthony Lewis）說。

這些芯片將完美地融合到高通現有的業務中。高通主導了手機芯片市場，但近來收益成長緩慢。它的Snapdragon手機芯片包含了圖像處理單位這樣的組件。高通可以在芯片中添加“神經處理單位”，以處理感官數據和類似圖像識別、機器人移動等任務。

而鑑於高通在向其他企業授權技術許可方面獲利豐厚，它可能也會出售對神經形態芯片上運行的算法的使用權。這可能會導向視覺、運動控制等應用的感知芯片的問世。

認知友伴

日前某天，馬修·格羅布（Matthew Grob）正在開會，突然聽到電視劇《桑福德和兒子》（Sanford and Son ）的主題曲響了起來，嚇了他一跳，讓他很惱火。原來，在最近一次去西班牙途中，他在自己的手機上設置了一條提醒，用這個曲子做了鬧鈴。現在，手機以為是時候再放一次這個音樂了。

我們的個人設備還遠不夠聰明，這只是其中一個小例子。格羅布夢想著這樣一個未來：不用拿著出錯的手機手忙腳亂地調整設置，而只需對它怒吼一句：“別這樣！”，手機就明白了，當主人到了一個新的時區時，它應該把鬧鈴關掉了。

高通尤其對於神經形態芯片的這一種可能性感興趣：能夠改造手機和其他移動設備，使之成為我們的認知友伴，注意到我們的行為和周遭環境，並逐漸了解我們的習慣。

“如果你和你的設備可以用同樣的方式感知周遭環境，它將能更好地領會你的意圖，預期你的需要，”高通研究實驗室的業務開發主管薩米爾·庫馬爾（Samir Kumar）說。

我讓庫馬爾舉個例子，他倒是說了一整個系列：如果你在一張照片中把你的狗狗圈出來，你的手機攝像頭會在接下來的每張相片中都認出你的寵物；在足球比賽中，你可以告訴手機，只在你的孩子射門時才要抓拍照片；在你睡覺時，不用你告訴它，它也知道應該把所有來電都轉入語音信箱。而格羅布說，一言以蔽之，你的手機會擁有第六感。

在這種芯片尚未問世前，高通的主管們不願過多地誇誇其談。但其他地方的神經形態研究人員卻不介意做些揣測。

聖何塞的IBM頂級研究員達蒙德拉·穆扎夫（Dharmendra Modha）說，這類芯片可能會帶來給盲人戴的眼鏡，用視覺和聽覺傳感器來識別物體並提供聲音線索；能檢測生命體徵、就潛在問題發出及早警告、建議個性化治療方式的醫療保健系統；利用風的模式、潮汐和其他指標來更準確地預測海嘯，諸如此類。

這個夏天，HRL的首席研究科學家納拉揚·斯里尼瓦桑（Narayan Srinivasa）計劃在AeroVironment生產的設備中測試一種神經形態芯片。這種設備的體積和一隻鳥差不多，會在幾間房間裡飛來飛去，從攝像頭和其他傳感器獲得數據，從而記住自己在哪個房間，並學會更嫻熟地在那個空間裡飛行。這可能導向更強大的無人駕駛飛機。

程序員們將花些時間弄明白利用這些硬件的最佳方法。“硬件企業現在開始做研究並不嫌早，”人工智能創業公司Viarious的聯合創始人迪利普·喬治（Dileep George）說，“商業產品可能要等些時間。”

對此，高通的高層們並無異議，但他們相信，公司預期於今年啟動的技術會大大縮短實現這些產品所需的時間。

Source:MIT http://www.techreviewchina.com/home/article/detail/id/536.html