沒(méi)有人愿意隨著年齡的增長(zhǎng)而加速他們的認(rèn)知退化。運(yùn)動(dòng)腦震蕩造成長(zhǎng)期傷害的嚴(yán)重現(xiàn)實(shí)導(dǎo)致最近重新思考人類需要保護(hù)一項(xiàng)極其重要的資產(chǎn)-大腦-免受身體傷害。

科學(xué)家 Mikhail Lebedev、Ioan Opris 和 Manuel Casanova 撰寫(xiě)并正在研究大腦增強(qiáng)的主題。“項(xiàng)目負(fù)責(zé)人、北卡羅來(lái)納州杜克大學(xué)的高級(jí)研究員列別杰夫說(shuō)，到 2030 年，大腦增強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)——通過(guò)大腦植入物增強(qiáng)智力——將成為日常生活的一部分，‘人們將不得不面對(duì)現(xiàn)實(shí)這種新范式。'”

傾向于技術(shù)的未來(lái)主義思想家雷·庫(kù)茲韋爾 (Ray Kurzweil, 1948–) 明確表示，與電子計(jì)算機(jī)的處理速度相比，人類大腦的速度非常慢。盡管人腦具有并行處理大量信息的內(nèi)在能力，但 Kurzweil 認(rèn)為，不久之后數(shù)字計(jì)算機(jī)計(jì)算速度的提高將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)人腦的能力。他建議，如果科學(xué)家能夠了解大腦如何進(jìn)行混亂和復(fù)雜的活動(dòng)，然后組織它們以進(jìn)行理解，這將導(dǎo)致計(jì)算機(jī)處理方面的突破，這將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)任何可能導(dǎo)致人類智力提高的生物學(xué)改進(jìn)。這種對(duì)大腦內(nèi)部編程背后機(jī)制的理解可能會(huì)自然而然地改進(jìn)人工智能 (AI)。

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

人工智能領(lǐng)域的進(jìn)展最近經(jīng)歷了快速轉(zhuǎn)變，因?yàn)榧夹g(shù)人員受到大腦生物神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) (BNN) 的啟發(fā)，這是人類和動(dòng)物思維的基礎(chǔ)，類似地被采用到人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) (ANN) 中。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的未來(lái)發(fā)展可能會(huì)導(dǎo)致機(jī)器人和人類認(rèn)知增強(qiáng)方面的突破——提供機(jī)器和人類智能的動(dòng)態(tài)增長(zhǎng)。

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)涉及一個(gè)連接的節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)，其行為方式類似于人類神經(jīng)元，即傳遞神經(jīng)沖動(dòng)的細(xì)胞。神經(jīng)元還可以處理信息并與其他神經(jīng)元建立動(dòng)態(tài)連接。這個(gè)過(guò)程允許學(xué)習(xí)。在 ANN 中，這種信息流通過(guò)非線性函數(shù)表示的復(fù)雜過(guò)程發(fā)生，通過(guò)使輸出權(quán)重能夠隨時(shí)間動(dòng)態(tài)響應(yīng)的數(shù)學(xué)總和。這種效果允許強(qiáng)化學(xué)習(xí)發(fā)生。

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)取得了重大進(jìn)展，在機(jī)器視覺(jué)、人類語(yǔ)音識(shí)別和醫(yī)學(xué)診斷等領(lǐng)域?yàn)榧夹g(shù)人員提供了幫助。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)利用最先進(jìn)的電子元件，包括現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列 (FPGA)、中央處理器 (CPU)、視覺(jué)處理單元 (VPU)、數(shù)字信號(hào)處理器 (DSP)、人工智能加速器、專用集成電路 (ASIC)、和片上系統(tǒng) (SoC)。

讓未來(lái)成為可能

一家公司，英特爾?，正在使未來(lái)最令人驚嘆的體驗(yàn)成為可能。利用內(nèi)存和可編程解決方案的最新進(jìn)展，英特爾正在顛覆行業(yè)并通過(guò)支持所有智能和連接的事物來(lái)解決全球挑戰(zhàn)。英特爾提供FPGA、SoC、復(fù)雜可編程邏輯器件 ( CPLD )、VPU和補(bǔ)充技術(shù)，例如電源解決方案，為全球客戶提供高價(jià)值的解決方案。

FPGA 為具有挑戰(zhàn)性的應(yīng)用（例如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)）提供了一個(gè)靈活的平臺(tái)。從某種意義上說(shuō)，F(xiàn)PGA 提供了一塊畫(huà)布，一種可以用來(lái)構(gòu)建基礎(chǔ)的tabula rasa （白板）。FPGA 內(nèi)在的結(jié)構(gòu)提供了知識(shí)產(chǎn)權(quán) (IP) 塊和組件來(lái)解決神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)，例如計(jì)算、邏輯和內(nèi)存資源需求。

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的世界是一個(gè)充滿持續(xù)計(jì)算的世界。FPGA 加速器和浮點(diǎn) DSP 設(shè)計(jì)與支持處理器相結(jié)合，為產(chǎn)品提供了速度、可預(yù)測(cè)性和能效，以應(yīng)對(duì)正在進(jìn)行的大數(shù)據(jù)分析、設(shè)備虛擬化和 ANN 固有的機(jī)器學(xué)習(xí)問(wèn)題。在這個(gè)快速發(fā)展的領(lǐng)域，可重新編程的 FPGA 允許不斷實(shí)施最新的算法和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，確保高性能計(jì)算來(lái)增強(qiáng)人類的認(rèn)知能力。英特爾 Stratix 10 FPGA或英特爾 Stratix ? V 高帶寬 FPGA等高性能、可精確適配的 FPGA 軟處理器是合適的選擇。

FPGA 的復(fù)雜、內(nèi)部化控制和信號(hào)處理可實(shí)現(xiàn)密集信號(hào)處理功能的快速高效移動(dòng)。低功耗設(shè)計(jì)是重中之重，因此像人腦一樣，神經(jīng)活動(dòng)處于等待狀態(tài)時(shí)消耗的功率最小。與固定功能圖形處理單元 (GPU) 相比，F(xiàn)PGA 具有功耗優(yōu)勢(shì)，是絕佳的選擇。允許在并行處理模式下進(jìn)行計(jì)算可以加速性能，從而改善認(rèn)知模仿性能。通過(guò)傳感相機(jī)整合視覺(jué)系統(tǒng)進(jìn)行物體識(shí)別的能力提供了一種電物理傳感，隨著更多傳感器的開(kāi)發(fā)，這種傳感可以隨著時(shí)間的推移而擴(kuò)展，有助于智能地接收和處理信息的能力。

結(jié)論

今天的電子元件使社會(huì)能夠增強(qiáng)我們的智力。支持模擬和擴(kuò)展人類智能能力的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的部件、系統(tǒng)和解決方案正在為機(jī)器人和人類開(kāi)啟新的機(jī)會(huì)來(lái)感知和實(shí)現(xiàn)新的可能性。

審核編輯黃昊宇