原标题:探秘人脑超级芯片 上海脑智产业年投入逾10亿

科学 1

中国“脑计划”研究正在悄然布局

科学,  脑科学与类脑研究将成为上海科研领域的下一个发力点。

作为“十三五”上海科研发展的重点,一张神奇的脑计划研究“地图”正在悄然加紧布局。

■本报记者 黄辛

第一财经记者日前获悉,坐落于上海浦东的张江实验室的上海脑科学与类脑研究中心(简称“上海脑中心”)在上海市政府的大力支持下已开始了实质性建设。著名神经科学家、中科院上海分院副院长张旭接受第一财经记者采访时表示:“新成立的上海脑科学与类脑研究中心的进展相当不错,将成为上海科技发展的下一个重点。我们将力求在体制和机制上有所创新,寻求深层次、系统性的突破。”

日前,在教育部科技司、国家自然科学基金委员会政策局、华东师范大学主办的“交叉融合的教育科学基础研究”研讨会上,中科院院士裴钢、张旭等表示,必须全力推进“以脑科学为基础的人工智能”研究。

作为“十三五”上海科研发展的重点,一张神奇的脑计划研究“地图”正在悄然加紧布局。

在当天的研讨会上,中科院上海分院副院长张旭在主旨报告中介绍了正在推进中的上海脑—智特色集群,包括从传统中科院大院大所云集的枫林路一带,到“脑—智工程”产业化生态圈所在的临港地区以及建设中的张江国家实验室脑与智能科技研究院、国家脑科学与类脑研究南方科学中心等。其中,张江核心园聚焦基础研究和医药研发群,依托张江综合性国家科学中心,中科院上海药物所等都是主要研发力量。临港科创城园区将聚焦脑—智能研发、服务与产业群。在张江核心区,目前最受瞩目的是正在建设的张江实验室脑与智能科技研究院、国家脑科学与类脑研究南方科学中心。

日前,在教育部科技司、国家自然科学基金委员会政策局、华东师范大学主办的“交叉融合的教育科学基础研究”研讨会上,中科院院士裴钢、张旭等表示,必须全力推进“以脑科学为基础的人工智能”研究。

寻求体制突破

据悉,“十三五”时期,脑科学与类脑研究被纳入“科技创新2030—重大项目”,将“以脑认知原理为主体,以类脑计算与脑机智能、脑重大疾病诊治为两翼,搭建关键技术平台,抢占脑科学前沿研究制高点”。

布局

“站在改革开放40年的当口,这事对我们生物医药的发展至关重要。”张旭指出。不过他表示,要实现这样的突破具有很大的挑战,只有克服心理上的障碍和体系上的制约,才能有所进步。“我们不仅仅要扩大规模,更要实现本质上的跃升。这符合国家整体战略的需求,而不是针对某个系统、某个机构或者某个企业。”他说道。

作为细胞生物学家,同济大学原校长裴钢表示:“中国‘脑计划’的一个重点是着力脑发育研究的科学预见。中国常说‘三岁看八岁,八岁看到老’,这就很值得研究。”“脑计划”正筹划大规模队列研究,主要针对6岁左右人群,运用多学科综合方法,深入研究其大脑发育。在科学意义上,从幼年大脑发育状况便可见到某些终身端倪,包括对中老年可能产生脑部疾病的前瞻发现。

在当天的研讨会上,中科院上海分院副院长张旭在主旨报告中介绍了正在推进中的上海脑—智特色集群,包括从传统中科院大院大所云集的枫林路一带,到“脑—智工程”产业化生态圈所在的临港地区以及建设中的张江国家实验室脑与智能科技研究院、国家脑科学与类脑研究南方科学中心等。其中,张江核心园聚焦基础研究和医药研发群,依托张江综合性国家科学中心,中科院上海药物所等都是主要研发力量。临港科创城园区将聚焦脑—智能研发、服务与产业群。在张江核心区,目前最受瞩目的是正在建设的张江实验室脑与智能科技研究院、国家脑科学与类脑研究南方科学中心。

上海脑科学与类脑研究中心于今年5月14日揭幕。它将与北京脑科学与类脑研究中心一起,成为中国“脑计划”项目的一南一北两中心。“中国脑计划的推出,应该是针对我们的老百姓生活和社会发展需要什么,这并不是要跟谁比的问题,我们就是中国自己的模式,应该有自己的发展路径。”张旭对第一财经记者表示。

中国工程院院士、华东师大校长钱旭红表示,汉字既表形又表音,象形与美术之间、音调与音乐之间都存在关联,因此大脑习得汉语,要靠开发右脑、激发潜能。

据悉,“十三五”时期,脑科学与类脑研究被纳入“科技创新2030—重大项目”,将“以脑认知原理为主体,以类脑计算与脑机智能、脑重大疾病诊治为两翼,搭建关键技术平台,抢占脑科学前沿研究制高点”。

中国脑与智能科技领域研究和开发力量的增强、社会发展需求的增加、产业升级的机遇和政府支持及社会投资力度加大等多方面因素促成了脑智科技的黄金时代。据不完全统计,仅上海地区来自政府科研经费、商业投资、公司投入等多种形式每年投入脑智科技和产业发展的资金不少于10亿元。张旭向第一财经记者介绍称:“上海脑科学与类脑研究中心将会整合并且加强脑智科技的基础科学研究和核心技术研发。”

事实上,这一认识在临床研究中得到一定程度的佐证。张旭说,作为脑科学研究的合作伙伴,复旦大学附属中山医院毛颖团队在对脑功能中的信息刺激系统研究时,得到汉语的脑语言区分布图谱,证明汉语、英语确实是在不同脑区中进行处理的。

积累

在谈到上海脑科学与类脑研究中心的运行制度时,张旭对第一财经记者表示,必须要实现体制上的突破。他说道:“我们一味地把美欧的模式拿过来也是有问题的,2000年起我们就开始参照美国大学系统的PI(独立实验室负责人)制度,国家投了不少经费,的确在整体科研水平上有了大幅度提高,但是我们的科技实力仍然与国家的社会经济发展需求有较大的差距,这说明不完全是资金规模的问题,而是要在体制机制上做更深层次的努力。”

在迎来人工智能时代之际,酝酿多时的中国“脑计划”何时出台?裴钢透露,今年有望成为“中国脑计划”的起步之年,其中,脑发育研究是我国脑计划区别于世界其他国家脑计划的特别之处。

作为细胞生物学家,同济大学原校长裴钢表示:“中国‘脑计划’的一个重点是着力脑发育研究的科学预见。中国常说‘三岁看八岁,八岁看到老’,这就很值得研究。”“脑计划”正筹划大规模队列研究,主要针对6岁左右人群,运用多学科综合方法,深入研究其大脑发育。在科学意义上,从幼年大脑发育状况便可见到某些终身端倪,包括对中老年可能产生脑部疾病的前瞻发现。

“尽管我们论文发表了很多,但发达国家不是这么简单地看问题,这也不可能成为衡量一个国家科技水平和实力的唯一标准。”张旭对第一财经记者表示,“现在脑科学研究能够与人工智能技术结合,中国好像从中看到了机会,但要知道我们在人工智能方面还不是最强的,尽管我们已有了一些全球领先的突破点。”

据悉,已经付诸实践的中国“脑计划”项目,计划投资规模巨大,与欧美“脑计划”相当。此前,美国与欧盟的“脑计划”投资预期分别为60亿美元和12亿美元,计划期限达10年。

中国工程院院士、华东师大校长钱旭红表示,汉字既表形又表音,象形与美术之间、音调与音乐之间都存在关联,因此大脑习得汉语,要靠开发右脑、激发潜能。

张旭于1994年瑞典博士毕业后就回国工作,历经近年来中国科研发展的各个阶段,深谙其中的薄弱。在美国,PI制度的优势是显然的,因为它的国家科技战略和实施体系布局已发展成熟,科研机构、大学和公司的综合性参与度高,资金差异性投入及分工明确,系统性实施力极强,因此能够将支持基础研究的总经费分成很多的大小课题经费,支持研究和人员费用,能够发挥更多人的才能。

张旭是神经学家,他的另一个身份是上海“脑—智工程”负责人。“脑科学就是非常交叉的学科,人工智能的交叉性更大,除了脑科学,还涉及数学、信息科学、材料科学、自动化控制等太多学科。”他表示,中国“脑计划”不仅聚焦攻关儿童自闭症、成人抑郁症、老年失智症等重大脑疾,还学习掌握人脑独特的逻辑运算机能,以此开发类脑人工智能。主要是以阐释人类认知的神经基础为主体与核心,同时大力加强预防、诊断和治疗脑重大疾病的研究,并在大数据快速发展的时代背景下,受大脑运作原理及机制的启示,通过计算和系统模拟推进人工智能研究。

事实上,这一认识在临床研究中得到一定程度的佐证。张旭说,作为脑科学研究的合作伙伴,复旦大学附属中山医院毛颖团队在对脑功能中的信息刺激系统研究时,得到汉语的脑语言区分布图谱,证明汉语、英语确实是在不同脑区中进行处理的。

建大科学装置

无论是防治脑疾病,还是推进智能技术发展,脑功能联结图谱研究被认为是认知脑功能并进而探讨意识本质的科学前沿。与会专家表示,中国的“脑功能联结图谱计划”将重点放在了介于宏观与微观之间的介观层面。

在迎来人工智能时代之际,酝酿多时的中国“脑计划”何时出台?裴钢透露,今年有望成为“中国脑计划”的起步之年,其中,脑发育研究是我国脑计划区别于世界其他国家脑计划的特别之处。

去年9月,张江实验室揭牌。该实验室的重点攻关研究方向包括生命科学和信息技术两大领域,类脑智能研究是两者间的衔接桥梁。目前实验室内部已经建立了共享机制,各研究机构科研人员能够共同使用昂贵的实验设备,尤其是新建成的大科学装置,并且建立一个统一的数据库,收集研究和临床试验的相关信息,把一些原有的数据孤岛打通。

张旭认为,世界上最好的人工智能科学家与研究机构,都在讨论人工智能如何与脑科学进一步融合发展。事实上,人工智能产品、脑疾病的防治等,都属于相辅相成的一个体系。他表示相信,不久的将来,脑疾病的药物靶点与诊断试剂,脑成像、脑扫描、脑分析等技术装备,类脑芯片、语音计算系统、智能驾驶系统等都会取得更大的突破,除了工业制造和生活服务之外,人工智能会在更多领域造福人类。

据悉,已经付诸实践的中国“脑计划”项目,计划投资规模巨大,与欧美“脑计划”相当。此前,美国与欧盟的“脑计划”投资预期分别为60亿美元和12亿美元,计划期限达10年。

已经建设完成的大科学装置包括上海光源、国家蛋白质实验中心等,其中国家蛋白质实验中心建筑面积为3.3万平方米。总投资为7.56亿元,这也是生命科学领域的首个大科学装置。

起步

张旭对第一财经记者表示:“生命科学领域的大科学装置是非常罕见的。国家蛋白质研究中心为脑科学中的神经递质受体结构和功能等生命科学研究提供技术基础设施。蛋白质结构是最核心的科学研究问题之一,比如知道药物作用的靶点在哪里,有助于药物的诊断和开发,蛋白质研究的技术平台,无论从生物技术本身的科学问题,还是药物开发、疫苗,包括现代化的农业都是需要的。在脑科学领域,则有助于对神经系统和疾病的理解。”

张旭是神经学家,他的另一个身份是上海“脑—智工程”负责人。“脑科学就是非常交叉的学科,人工智能的交叉性更大,除了脑科学,还涉及数学、信息科学、材料科学、自动化控制等太多学科。”他表示,中国“脑计划”不仅聚焦攻关儿童自闭症、成人抑郁症、老年失智症等重大脑疾,还学习掌握人脑独特的逻辑运算机能,以此开发类脑人工智能。主要是以阐释人类认知的神经基础为主体与核心,同时大力加强预防、诊断和治疗脑重大疾病的研究,并在大数据快速发展的时代背景下,受大脑运作原理及机制的启示,通过计算和系统模拟推进人工智能研究。

张旭还介绍称,目前在上海张江,走在神经系统疾病研究最前面的是中科院上海药物所。最近一款名为GV971的抗老年痴呆症药物已经通过Ⅲ期临床试验,是药物研究的突破性进展,期望很快就能进入审批上市。

无论是防治脑疾病,还是推进智能技术发展,脑功能联结图谱研究被认为是认知脑功能并进而探讨意识本质的科学前沿。与会专家表示,中国的“脑功能联结图谱计划”将重点放在了介于宏观与微观之间的介观层面。

为什么要在张江做那么大跨度的交叉学科?张旭告诉第一财经记者:“就是因为这对我们的知识结构,对理解神经系统或者药物研发是一个综合性的体系。我们需要更多科学家、更多思想的交融,激发创新,这是一个科学的生态环境,这里就好像是生物医药界的硅谷,科学家能够在更大的科学设施支撑的基础上,进行新的研究和开发。”

张旭认为,世界上最好的人工智能科学家与研究机构,都在讨论人工智能如何与脑科学进一步融合发展。事实上,人工智能产品、脑疾病的防治等,都属于相辅相成的一个体系。他表示相信,不久的将来,脑疾病的药物靶点与诊断试剂,脑成像、脑扫描、脑分析等技术装备,类脑芯片、语音计算系统、智能驾驶系统等都会取得更大的突破,除了工业制造和生活服务之外,人工智能会在更多领域造福人类。

产学研一体化

《中国科学报》 (2018-03-14 第3版 综合)

同样是在去年9月,张旭从寒武纪科技创始人兼CEO陈天石手中接过“院士工作站专家”聘书,从此我国脑科学的前沿探索力量,与计算科学及人工智能芯片的产业化的力量深度融合,基础研究科学家与计算信息技术专家共同开启世界类脑智能研究前沿和高科技产业大门,这种跨界合作的模式以往并不多见。

寒武纪作为我国首家人工智能芯片初创公司,已经研制出了超低能耗、超高效率的深度学习神经网络芯片。陈天石曾对第一财经记者表示,早在2016年寒武纪科技就在临港科技城注册公司,他看中的不仅仅是上海在集成电路制造领域的深厚积累,更具战略意图的是,加入落地在临港的“上海脑-智工程”所打造的类脑智能产业化生态圈。张旭正是该工程的项目负责人。

由中科院上海分院牵头的“上海脑-智工程”自2014年启动至今,不仅汇集了中国神经科学最前沿的科学家,也吸引着来自科大讯飞、寒武纪、爱观视觉等人工智能科技领先企业入驻,共同探索类脑智能的产业化之路。“谁说基础研究只会烧钱?恰恰相反,实验室里的每一个小的进步,都有可能带来产业的大变化。”张旭说道,“如果企业家能及时看到这些变化,就能及时将它们应用到产业中。”

张旭举起手上的华为mate手机告诉第一财经记者:“这部手机中采用的麒麟970人工智能芯片,寒武纪贡献了其中神经网络处理单元(NPU),它是基于中科院计算技术研究所的基础研究成果,‘上海脑-智工程’促成了它的产业化,它的第一个大用户就是华为,也是全球用户最多的手机之一。”根据多家机构的研究报告,今年二季度,华为手机在全球的市场份额已经超越苹果位居第二,仅次于三星。2018年8月31日华为最新发布的全球最先进的麒麟980人工智能芯片承载了双核寒武纪NPU芯片。

在芯片行业,一般一个芯片的成果要大规模供给到市场上,需要一个非常漫长的过程,但是寒武纪通过自己的努力,不到一年时间就完成了。“这不仅体现在我们的科技水平、科研团队素质的日益提升,也是改革开放40年以来,在科技研究和产业化转移转化、产学研结合的过程中所迈出的重要一步。”张旭说道,“同时也证明我们在一个优秀的科研成果顺利转化为优秀产业,不仅仅依赖于政府的优秀资源和政府基金,更重要的是依赖于市场资本。”

展望未来,神经科学家研究的脑功能联结图谱也将会给神经网络芯片带来新的启示。这也是陈天石这样的人工智能领域的科学家和高科技创业者最关心的问题之一。返回搜狐,查看更多

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