IBM研究實(shí)驗(yàn)室的工程師們正試圖從零開始打造一個(gè)電子大腦。

IBM研究人員對(duì)一個(gè)獼猴的大腦進(jìn)行了逆向工程，以此開始了構(gòu)建自己的電子人腦的歷程。

IBM研究實(shí)驗(yàn)室的工程師們并不滿足于僅僅制造一臺(tái)可以在《危險(xiǎn)邊緣》（Jeopardy）智力競(jìng)答節(jié)目中擊敗任何人類對(duì)手的天才機(jī)器人，他們非創(chuàng)造一種能夠與真正人類大腦相比擬的新型智能機(jī)器不可。

該節(jié)目的衛(wèi)冕冠軍沃森（Watson）無疑是聰明的，但它仍然是一臺(tái)公認(rèn)的計(jì)算機(jī)。而IBM工程師們的新發(fā)明將是完全不同的東西——IBM正試圖從零開始打造一個(gè)電子大腦。

這一新的領(lǐng)域被稱為認(rèn)知計(jì)算，它將計(jì)算機(jī)的概念帶到了全新的水平。本周早些時(shí)候，IBM阿爾馬登研究中心（Almaden Research Center）的達(dá)曼德拉·莫德哈（Dharmendra Modha）向一屋子的科學(xué)家介紹了認(rèn)知計(jì)算可以做到的事情以及IBM將如何著手發(fā)明這種與我們思考方式相同的機(jī)器。

莫德哈首先描述了所面臨的挑戰(zhàn)，其中涉及神經(jīng)科學(xué)、超級(jí)計(jì)算以及納米技術(shù)等方面。

人類大腦將記憶和存儲(chǔ)整合成一體，重量小于3磅，占用體積大約兩升，卻比燈泡更加節(jié)能。它的運(yùn)行就像是一個(gè)大規(guī)模并行分布式處理器。它是事件驅(qū)動(dòng)的，也就是說，它對(duì)其所處環(huán)境中的事物作出反應(yīng)?；顒?dòng)狀態(tài)時(shí)耗能較少，休息狀態(tài)下更少。它是一個(gè)可重構(gòu)、容錯(cuò)的學(xué)習(xí)機(jī)制。它極為擅長(zhǎng)于模式識(shí)別和關(guān)系梳理。

而另一方面，計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)和處理是分離的。它的運(yùn)行大部分是按照順序依次進(jìn)行的，并由一個(gè)時(shí)鐘控制。這個(gè)時(shí)鐘就像是軍樂隊(duì)的一個(gè)指揮，將每一個(gè)指令和每一份數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)到下一個(gè)位置——就像有足夠空位的音樂搶椅子游戲。隨著時(shí)鐘增速以更快驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)處理速度，功耗也隨之大幅上升，甚至在休眠時(shí)這些機(jī)器也需要大量的電能。更重要的是，編程是必不可少的。它們由電線連接，并且容易出現(xiàn)故障。它們善于執(zhí)行的是預(yù)定義的算法以及分析工作。

用來自國防高級(jí)研究計(jì)劃局（Defense Advanced Research Projects Agency）的4，100萬美元資助款項(xiàng)，阿爾馬登實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家在一個(gè)稱為神經(jīng)形態(tài)自適應(yīng)塑料可伸縮電子系統(tǒng)（Neuromorphic Adaptive Plastic Scalable Electronics；簡(jiǎn)稱SyNAPSE“突觸”）的項(xiàng)目下開始著手構(gòu)造大腦。

大腦和計(jì)算機(jī)之間大致相近的特征為為細(xì)胞類型設(shè)定了角色——神經(jīng)元、軸突和突觸對(duì)應(yīng)處理器、通信鏈路和存儲(chǔ)器這些電腦組件。這一匹配并不十分精確，因?yàn)樗心X細(xì)胞之間的分工沒有電腦組件那么明確。但關(guān)鍵在于，腦細(xì)胞相互都十分靠近，任何特定腦組織中的活動(dòng)都是由相鄰組織的活動(dòng)刺激而產(chǎn)生的。也就是說，一個(gè)思路刺激產(chǎn)生另一個(gè)思路。

莫德哈和他的團(tuán)隊(duì)著手為大腦的接線圖繪制地圖并開始人工合成，這是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)，因?yàn)榇竽X有220億個(gè)神經(jīng)元和220萬億個(gè)突觸。2009年5月，一個(gè)團(tuán)隊(duì)成功地模擬建立了一個(gè)由10億個(gè)神經(jīng)元組成的系統(tǒng)，大約相當(dāng)于一個(gè)較低等哺乳動(dòng)物的大腦。但其處理速度是實(shí)際事件發(fā)生速度的千分之一，不足以執(zhí)行被莫德稱為概括為“4F”的任務(wù)：覓食（food）、打架（fight）、逃跑（flight）和交配（mating）。

但這一機(jī)器的結(jié)構(gòu)同今天的商用電腦已經(jīng)完全不同。存儲(chǔ)器與處理器組件被緊密結(jié)合在一起。它沒有時(shí)鐘，操作是不同步的、事件驅(qū)動(dòng)的，也就是說，它們沒有預(yù)定的次序或時(shí)間表。而它們依賴的是學(xué)習(xí)而非編程。就像人類一樣。

將耗能降低到類似人腦水平的部分做法是，不儲(chǔ)存臨時(shí)性的結(jié)果（用行業(yè)術(shù)語來說就是不進(jìn)行“緩存”）。感知能刺激行動(dòng)，行動(dòng)又被感知和并激發(fā)進(jìn)一步的行動(dòng)。以此類推。

該小組最近模擬大腦建成了一個(gè)較小版本的硬件裝置，只有256個(gè)神經(jīng)元、26.2萬個(gè)可編程突觸和6.5萬個(gè)學(xué)習(xí)突觸。好在這臺(tái)機(jī)器運(yùn)行能耗跟大腦的耗能在同一個(gè)數(shù)量級(jí)上。以其原生態(tài)能力，這個(gè)“小型人腦”可以進(jìn)行空間導(dǎo)航、機(jī)器視覺、模式識(shí)別以及聯(lián)想記憶等，并可以基于證據(jù)生成假設(shè)。它有一個(gè)“心靈之眼”，可以辨別出事物背后的模式，例如根據(jù)一個(gè)潦草的筆記，對(duì)其實(shí)際所代表的數(shù)字作出較為準(zhǔn)確的猜測(cè)。已經(jīng)比我們前寒武紀(jì)的祖先優(yōu)秀了。

莫德哈指出，這種類型的推理很像典型的大腦右半球的功能：直觀、類比與綜合。不滿足于半個(gè)大腦，莫德哈設(shè)想再加入一個(gè)典型的馮諾依曼型計(jì)算機(jī)，執(zhí)行左半球的推理行為，讓兩個(gè)半球進(jìn)行信息共享，就像真正的人腦一樣。

當(dāng)它可以上市銷售時(shí)，我要讓我自己的大腦去度假，而把思考的任務(wù)交給莫德哈的這一杰作。

哦，順便說一下，如果你想知道“突觸”項(xiàng)目是否已經(jīng)可以讓“沃森”退休了，答案是——這還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不可能。沃森還活得好好的，正繼續(xù)投入到新的、更加實(shí)際的用途中去。

例如，由于《危機(jī)邊緣》游戲的參賽者沒有“電話求助”這一選項(xiàng)，沃森受限于直接載入其中的數(shù)據(jù)（不能聯(lián)網(wǎng)），但在“沃森”技術(shù)的最新應(yīng)用領(lǐng)域——醫(yī)療診斷——互聯(lián)網(wǎng)被輕松地添加到了它的語料庫中，使沃森得以在提供答案之前，對(duì)范圍更廣的非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)進(jìn)行搜索。

在競(jìng)賽中，沃森不得不比它的人類選手更快地按下?lián)尨疰I，但那些就一組奇怪的癥狀征求建議的醫(yī)生，可以更樂意等上半個(gè)小時(shí)或更長(zhǎng)的時(shí)間。所以，沃森可以做出更加審慎的決定。在工作中，沃森是一個(gè)嚴(yán)肅的機(jī)器人。