人工智能技術方興未艾，研究人員已著手探索更具潛力的類器官智能技術（OI）。其中一個前景是以人腦細胞驅動的生物計算機，這聽起來像科幻小說，但或許距離我們并不遙遠，有望重塑現代計算機的未來并開辟全新研究領域。
1月8日，一名女士在美國拉斯維加斯消費電子展上體驗智能科技。新華社發(fā)（曾慧攝）
1月8日，一名女士在美國拉斯維加斯消費電子展上體驗智能科技。新華社發(fā)（曾慧攝）
據美國有線電視新聞網2日報道，美國約翰斯·霍普金斯大學研究人員以實驗室培養(yǎng)出的類腦器官為基礎，進行類器官智能技術研究。他們在最新出版的學術期刊《科學前沿》撰文介紹了研究構想和進展。
筆尖大的類腦結構
約翰斯·霍普金斯大學研究人員自2012年嘗試培養(yǎng)類腦器官。他們從人體皮膚組織提取細胞，將其改造成類似胚胎干細胞的結構，用于培養(yǎng)類腦器官。類腦器官只有筆尖大小，每個含約5萬個細胞，相當于一只果蠅神經系統(tǒng)的細胞數量。由于具備神經元，類腦器官有可能具備學習和記憶等基本功能。
在約翰斯·霍普金斯大學發(fā)表的聲明中，主要研究人員托馬斯·哈通說，借助類腦器官展開研究，可以避免用人腦做研究所面臨的不少倫理問題，為研究人腦工作機制打開新局面。
哈通和自己的同事構想，以類腦器官為“硬件”，有望開發(fā)出比超級計算機更節(jié)能的“生物計算機”。哈通認為，雖然當代技術革命由計算機和人工智能技術驅動，但其發(fā)展已“接近天花板”。
人腦和電腦哪個更強
計算機問世以來，人腦和電腦哪個更強大的問題隨之出現。
就快速大量處理數據的能力而言，計算機似乎遠遠超過人腦。以AlphaGo為例，這款人工智能圍棋軟件“輕松學過”16萬個棋局，而一個人即使每天學習5個小時也要175年才能完成同等的訓練量。
2017年5月23日，中國棋手柯潔九段和圍棋人工智能程序“阿爾法狗”（AlphaGo，直譯阿爾法圍棋）的首場對決在浙江省桐鄉(xiāng)市烏鎮(zhèn)舉行，這是中國棋手柯潔（左）在比賽中。新華社記者徐昱攝
然而，一旦涉及復雜的邏輯問題，例如分辨貓和狗，人腦則輕易勝出。就能源利用效率而言，人腦表現也更為優(yōu)異。
美國能源部下屬橡樹嶺國家實驗室開發(fā)的超級計算機“前沿”造價6億美元，重3629公斤，每個機柜重量相當于兩輛皮卡。哈通說，這臺計算機的運算能力直到去年6月才首次超過單個人的大腦運算能力，但所耗能量是人腦所需的100萬倍。由此可見，“現代計算機還是沒法跟人腦相比”。
人腦儲存信息的能力超強，估計能儲存2500萬億字節(jié)信息。與此同時，計算機的儲存能力已接近極限，現有技術很難在微小的芯片上再增加更多晶體管。
研究剛起步
研究人員因此寄希望于生物計算機和類器官智能技術。哈通將類器官智能技術定義為，“在實驗室培養(yǎng)的類人腦模型內再現學習、感覺處理等認知功能”。
他說，對于發(fā)展類器官智能技術而言，目前所能培養(yǎng)出的類腦器官“太小了”，每個大小只及人腦的300萬分之一，記憶儲存量僅8億字節(jié)。另外，類器官智能需要至少1000萬個細胞，而目前每個類腦器官只有5萬個細胞。
2022年11月5日，參觀者在第五屆進博會技術裝備展區(qū)人工智能專區(qū)體驗元宇宙交互應用。新華社記者金皓原攝
研究人員還得想招數：如何向類腦器官輸入信息，以及如何從類腦器官讀取信息？目前，他們開發(fā)了一種腦機界面裝置，好似一頂戴在類腦器官上的“腦電圖帽”。這是一層易彎曲的外殼，上面布滿微小電極，既可以接收類腦器官發(fā)出的信號，也可以向它輸送信號。
研究人員還計劃將生物工程學、機器學習能力和其他創(chuàng)新技術應用到類器官智能技術研究中。
類器官研究近20年來漸成規(guī)模，一些研究人員在實驗室培養(yǎng)出模擬腎臟、肺等人體器官功能的小型類器官，主要用于研究試驗，減少人體和動物試驗。類器官智能技術研究則剛剛起步。哈通預計，要想使類器官智能技術達到與老鼠腦力相當的水平，仍需要數十年時間。
