张钹院士:制约人工智能发展的最大困难是什么?

出品|《新基建访谈》No.41

采访|张楠

整理|广胜

脑科学被誉为自然科学研究的“终极疆域”,脑科学的发展不仅直接关系人类对于意识诞生机制的探索,也对推动当前 AI 技术发展具有重要意义。

对于脑科学目前的发展现状、面临的难题、与人工智能的协同关系等关键议题,我们和中国科学院院士、清华大学人工智能研究院名誉院长、脑陆科技首席技术专家张钹院士进行了交流。

张钹院士表示:“人工智能的基础理论之所以迟迟未能建立起来,根源在于我们对人类大脑与智能了解得太少,因此发展第三代人工智能的关键在于与脑科学研究的结合。未来,人工智能的发展方向,既不是简单的人类制造、控制、利用机器,更不可能是人工智能取代人类,而是人机协同、人机共生。因为人机各有所长,互为补充,可以共同合作,建立一个更加美好的社会。”

在数据有效性、安全性备受挑战的今天,让 AI 学习人脑工作机制,已经成为 AI 技术迎接新一轮革命的重要突破口,而这其中实现脑科学和AI的有机融合更是关键。

张钹院士进一步指出,人工智能是机器模拟脑的功能,或者模拟大脑所表现出来的行为,所以人工智能的发展和脑科学的发展必然是相辅相成的,现在为什么对脑科学的研究那么迫切?因为人工智能目前遇到最大的困难,就是我们对自己的大脑,对人类的智能了解得太少,这是制约目前人工智能进一步发展最重要的障碍。

“基于脑科学研究的产业,不管是侵入式或者非侵入式,实际上处在初期发展的阶段。所以,中国要想在行业的层面或者科学研究的层面上赶超世界水平,唯一的途径就是从科技和行业发展的初期就是参与者,才有可能在这个领域中间占到重要的地位。”

他举例道,在信息领域出现的局面,最重要的原因就是信息革命从1940年左右开始,我们不是参与者,人家把所有都做起来以后,我们才参加进去,形成目前被动的局面。也就说,所有的关键技术都掌握在外国人手里,我们1980年以后才加入,40年之后了,这肯定是非常被动的。

在张钹院士看来,这是一个刚刚起来的产业,我们必须抓住这个时机。

以下为专访张钹院士等嘉宾的精选摘要:

问:基于脑科学的人机协同、脑机交互的技术将成为人工智能突破的下一个关键因素,怎么理解?

张钹:人工智能是机器模拟脑的功能,或是模拟脑所表现出来的人类智能行为,所以人工智能的发展和脑科学的发展必然是相辅相成的。现在为什么对脑科学的研究那么迫切?因为人工智能目前遇到最大的困难,就是对自己的大脑,对人类的智能了解得太少,这是制约目前人工智能进一步发展最重要的障碍。所以,我们现在跟清华大学的脑科学研究结合得非常紧密,必须结合在一块。另外,实际上基于脑科学研究的产业,不管是侵入式或者非侵入式,实际上均处在发展的初期阶段。

所以,我认为中国要想在行业的层面或者科学研究的层面上赶超世界水平,唯一的途径就是从行业发展的初期,一开始就是参与者,才有可能在这个领域中间占到重要的地位。

比如在信息领域现在出现的局面,最重要的原因就是信息革命从1940年左右开始,我们不是参与者,人家把所有都做出来以后,我们才参加进去,因此才形成目前被动的局面。换句话讲,所有的关键技术都已经掌握在人家手里,1980年以后,40年之后我们才介入,肯定是非常被动的。

现在跟脑科学研究有关的领域,都是处在初期的阶段。这个阶段能够介入的话,才有可能真正地跟世界共同发展。

我之所以参加脑陆这个团队,有两个原因,一个原因是这个团队非常年轻、很优秀,很有活力。第二个因素,跟脑科学相关的产业,是一个刚刚兴起的产业,是最有希望发展的,也是最有可能中国跟世界并驾齐驱的领域。我们必须抓住这个时机。

问:脑机接口应用方面,有没有卡脖子的技术?

上海交通大学智能交互与认知工程上海高校重点实验室主任吕宝粮:脑机结合的信号采集涉及到各种材料,得又能够舒适,又能够采集信号。采集信号之后,又要放芯片,这都是硬件方面,还有从材料到芯片的算法,都是非常复杂的过程。我举个例子,比如说过去CT设备都是进口,最近几年,国产也有领先全球的产品。

脑机接口应用到临床,包括解决睡眠障碍,都是非常重要的,哪怕是我们这个技术不是创新,但是要跟进它,也要做这件事情,非常可喜的是,像李路明老师他们做的脑起搏器全世界只有5家,我们国家就有2家在做,而且成功地应用。整个国内占有率非常高,这样就可以把这个产品落地,就像当年计算机,美国限制我们的计算机,自己研究每秒1000万次,把这个线就降低了,然后就限制2000万,所以我们必须要做。

当然,一方面是跟进,另一方面还要从“0—1”的创新。

问:现在脑机接口可以分为侵入式和非侵入式的,主要区别在哪,未来非侵入式是否也可以实现疾病治疗?

脑陆科技创始人、研发科学家卢树强:脑机接口分侵入式和非侵入式,侵入式在医学上的应用非常成功,像李路明教授团队已经做了大规模的医疗场景应用,而且确实根治了很多神经疾病的症状。对于非侵入式来说,从技术的发展角度来说,肯定不断去靠近侵入式采集的信号极限,同时也是要在整个过程中,配合、协同侵入式做信号监测。

未来,进一步将植入式的功能逐步地去让非侵入式的设备具备这样的功能,甚至实现基于非侵入式脑机设备对于帕金森的干预和治疗,在理论和技术路线上是可行的。

问:现在软硬件国产替代的情况是怎样的?

卢树强:软件是完全自主,硬件的话,集成电路的核心器件还有一块传感材料,传感是我们自己做,但常规的电源集成就可以。标准脑机接口的配件大概有1000多个小的元器件,不可能每个都去做,做关键技术节点的器件就可以。

问:现在都说脑机热,也有很多商业化产品发布。现在整个行业发展到什么样的阶段,商业化过程中有哪些难点?

吕宝粮:首先解决帕金森,现在正在研究其他应用。比如瑞金医院成功地进行了难治性抑郁症,精神厌食症,其他医院进行毒品戒毒,包括赌博。这是侵入式。

还有一个层面,脑陆科技发布的穿戴式,未来侵入式和穿戴式会结合起来,现在做完手术以后,状态还要监控,这个监控基本上是落在可穿戴,非侵入式,逐步地会落地到其他的一些领域,总体来讲这个趋势肯定是越来越热的,目前的国际形势下需要从硬件系统应用各个层面来进行研究。

问:现在脑机接口应用已经逐渐展开,有没有具体的数据?

脑陆科技联合创始人兼CMO吴寒峰:中国的睡眠障碍人群可能有3000万,但是去年有一个数字必须提及,其实已经有1500—1600万人,在去年走入了医疗的场景求医问诊,过去的数字比较低,但这些年提升非常快。

第二,中国泛神经类疾病每年普及的市场大概8000万人左右。像李路明院长做的DBS大概3万例,在整个医疗行业来说,其实是一个比较成规模量级的,并不是尝试或者早期,已经走得比较成熟了。

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风君子

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