20世紀(jì)80年代末期，計算機(jī)先驅(qū)科學(xué)家卡沃·米德曾提出了“神經(jīng)形態(tài)工程學(xué)”的概念，即建設(shè)類似人類大腦的計算機(jī)，但由于人類大腦的復(fù)雜和高效，這一研究始終是舉步維艱。不過近年來，隨著神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域新技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，以及人工智能所依賴的深度學(xué)習(xí)、計算能力及大數(shù)據(jù)的發(fā)展，類腦智能計算模型也開始出現(xiàn)。
上海西井科技 就是一家專注于研究類腦強(qiáng)人工智能的公司，其基于神經(jīng)形態(tài)工程學(xué)，目前已推出了自主研發(fā)的擁有100億規(guī)模的神經(jīng)元人腦仿真模擬器（Westwell Brain）和可商用化的5000 萬類腦神經(jīng)元芯片（DeepSouth）兩款產(chǎn)品。
在 2012 年，Google的科學(xué)家曾通過 1.6 萬片處理器（CPU)，創(chuàng)造了一個擁有 10 億多條神經(jīng)元連接的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。對此，西井科技CEO譚黎敏表示，目前Westwell Brain從模擬神經(jīng)元的數(shù)量級上看，已超過了Google 的人腦模擬器，并且 Google 人腦模擬器使用的是 CPU 連接，而 Westwell Brain 則擺脫了馮·諾依曼計算機(jī)結(jié)構(gòu)，使用的是電路模擬神經(jīng)元的方法。
其實，不論手機(jī)還是每秒運(yùn)算萬億次的超級計算機(jī)，目前幾乎所有的處理器都依據(jù)馮·諾伊曼架構(gòu)體系（采用二進(jìn)制，即 0 和 1）開發(fā)的，而這當(dāng)中數(shù)據(jù)的存儲和處理器是分開的，所以就造成了數(shù)據(jù)的傳輸路徑過于冗長。譚黎敏說道，不同于傳統(tǒng)計算機(jī)的馮·諾伊曼架構(gòu)，我們將處理器（神經(jīng)元）與內(nèi)存緊密結(jié)合在一起，能在計算中實現(xiàn)更高效的信息計算處理。同時，傳統(tǒng)計算機(jī)是按照程序順序計算，也就是所謂的串聯(lián)，而人腦處理的事情則為并聯(lián)。
簡單來說，就像當(dāng)一個人面前出現(xiàn)一只貓跟一只狗，他可瞬間完成對兩者屬性的判斷。而傳統(tǒng)的計算機(jī)則需要通過一個個先后識別計算才能做出判斷。譚黎敏解釋道，這就是由于我們大腦內(nèi)視覺圖像信息神經(jīng)元、邏輯思維判斷神經(jīng)元與人類“自我學(xué)習(xí)”能力一瞬間“并行”作用的結(jié)果。
在應(yīng)用方面，譚黎敏稱 Westwell Brain 就類似于飛行員在上天之前需要進(jìn)行海量訓(xùn)練的飛行模擬器，只不過是應(yīng)用在不同領(lǐng)域。雖然人腦模擬器不能取代活體實驗，但可以大大減少活體消耗。Westwell Brain 可以通過接受醫(yī)學(xué)上大腦神經(jīng)元脈沖放電數(shù)據(jù)，以更直觀方式呈現(xiàn)人腦的脈沖形態(tài)，來幫助人類更清晰更直觀的研究人腦的一些諸如帕金森氏綜合癥、阿茲海默癥等癥狀，同時采集藥理或治療方案數(shù)據(jù)，反饋回大腦仿真模擬器，來檢驗藥物及治療的作用區(qū)域及效果。目前，其已經(jīng)和生物試劑供應(yīng)商 ABR 公司達(dá)成戰(zhàn)略合作。
此外，可商用化的 DeepSouth 則能模擬出高達(dá) 5000 萬級別的“神經(jīng)元”，總計有 50 多億“神經(jīng)突觸”。譚黎敏表示道，該芯片除了具備“自我學(xué)習(xí)、自我實時提高”的能力外，還可以直接在芯片上完成計算，不需要通過網(wǎng)絡(luò)連接后臺服務(wù)器，就可在“無網(wǎng)絡(luò)”情況下使用。
在如今的互聯(lián)網(wǎng)時代下，網(wǎng)絡(luò)就像是產(chǎn)品的血液，沒有了血液的運(yùn)行產(chǎn)品將寸步難行。很直觀的列子，無人機(jī)如果把處理圖片的能力放在云端的話，那網(wǎng)絡(luò)將會成為其處理圖片的障礙，DeepSouth 解決了這一壁障，總體而言在技術(shù)上是一個不錯的突破。
我們都知道，對于高性能處理器而言，阻擋摩爾定律繼續(xù)前進(jìn)的一個高門檻就是功耗。據(jù)研究表明，人類大腦平均每秒可執(zhí)行 1 億億次操作，所需能量只有 10～25 瓦特。如果讓一臺超級計算機(jī)（芯片）來完成同樣的工作，需要消耗的能量超過人腦的 1000 萬倍。譚黎敏告訴動點(diǎn)科技，DeepSouth 在同一任務(wù)下的功耗僅為傳統(tǒng)芯片的幾十分之一到幾百分之一。據(jù)了解，IBM 推出的 TrueNorth 每平方厘米的芯片消耗是在 20 毫瓦或千分之一瓦的能量。
而在應(yīng)用方面，目前市場上主流的還是使用傳統(tǒng)芯片居多，而且很多芯片產(chǎn)商也都在摸索自己產(chǎn)品的應(yīng)用場景。對此，譚黎敏表示，DeepSouth 可用于物聯(lián)網(wǎng)、金融、搜索等大數(shù)據(jù)應(yīng)用以及精準(zhǔn)圖像、聲音識別、追蹤定位、超級計算機(jī)、大型服務(wù)器群、金融信息大數(shù)據(jù)分析、無人汽車、無人機(jī)等諸多領(lǐng)域。他還透露，其目前也正在與世界級的大港口進(jìn)行合作洽談，希望共同打造一個真正的智慧港口。目前，該產(chǎn)品還未實現(xiàn)量產(chǎn)，預(yù)計在今年年底會正式推向市常