上海脑研究新家底发布:“数字孪生脑”未来或使“千脑为我所用”
2021年07月11日  |  来源:上观新闻  |  阅读量:3017

上海市级重大专项的一个个阶段性成果,既有从脑向类脑的推演,更有计算机向大脑秘密的无限逼近。

在视觉智能检测系统帮助下,一辆聪明车自主从南京跑到上海五角场;用信息技术模拟真实人脑算力,不久的将来或可集聚千脑为我所用……

10日进行的2021世界人工智能大会上,类脑主题论坛现场,多个于现实研究基础的近期展望引来听众阵阵惊叹。

围绕“AI 前沿探索:从类脑智能到脑智融合”主题,上海“脑与类脑智能基础转化应用研究”市级重大专项的一个个阶段性成果,涵盖理论及应用,既有从脑向类脑的推演,更有计算机向大脑秘密的无限逼近。

“数字孪生脑”实现200亿脉冲神经网络全脑计算模拟

复旦大学类脑智能科学与技术研究院院长冯建峰做项目介绍时,许多听众举起手机拍摄。

原来,巨大的展示屏幕上,左右两边各一个红黄绿蓝多色点线构成了人脑状结构,右边的轮廓平滑些,左边的更像“毛坯房”,冯建峰语出惊人,“右边我的脑子的立体扫描结构,与普通人一样共有约860多亿个神经元,右边是基于超级计算机算力,对其进行的复制和模拟,”他说,“去年我们对‘数字孪生脑’实现了20亿脉冲神经网络全脑计算模拟(类似人脑神经元功能),今年已经达到200亿次,明年有望进一步逼近1000亿,更接近真实人脑世界。”据悉,通过对“数字孪生脑”的探索,人脑在静息态,受到外界刺激时等不同情况下的状态,将为今后向大脑学习的人工智能研究进一步拓展打下基础。与此同步的是,团队与其他科学家进行非人类的脑部研究,对象是脑神经元仅10万个的斑马鱼,以此多线并进。

“脑科学,了解人与自然的终极疆域,”上海市科学技术委员会副主任王晔说。据悉,上海市“脑与类脑智能基础转化应用研究”市级科技重大专项于2018年7月由上海市人民政府批复立项,由复旦大学和张江实验室牵头,中科院微系统所、华山医院共同承担。目前有100多家国内外高校、科研机构、企业以及医院等合作单位参与,集聚了包括计算科学、神经科学、信息科学、临床医学、生物医学工程等多领域近1200位科学家和研发团队。

该项目以国家和上海市脑与类脑智能领域重大战略需求为导向,以提升上海脑与类脑智能科技创新自主研发能力为目标,以上海已有资源禀赋和研发优势为主攻方向,聚焦建设上海脑与类脑智能领域“一二三工程”(即一个基础设施,两个核心能力,三个关键支撑),在类脑人工智能算法、重大脑疾病智能诊疗、类脑智能芯片、类脑智能与工程实现等未来智能科技领域产生重大原始突破,加快类脑智能技术在推动产业升级、改善社会民生、促进智能城市发展的新应用,有力支撑上海成为全球有影响力的智能科技高地和创新发展引擎。

“脑体检”新概念:脑科学前沿研究亟待更直接服务大众健康

发布会上,冯建峰还提出“脑体检”的概念。当下,在与许多市民息息相关的体检领域,如何与脑科学前沿领域更好地融合,使基础科学研究更直接地服务大众健康,同样是市级重大专项应用领域中的新题。

目前,专项已在基础研究、应用技术、到产业化推广的创新链上取得了一系列重要进展。

在平台建设方面,以国家神经疾病医学中心的获批、亚洲规模最大的张江国际脑影像中心投入运行、全球最大规模的多维度脑科学数据库和标本库的打造、国际一流多尺度精密成像平台投入运行为标志,一个国际一流的脑与类脑前沿研究平台业已形成。

在基础研究方面,从研发了系列世界领先的类脑智能原创算法、到实现了200亿脉冲神经网络全脑计算模拟,从发现了亨廷顿病致病蛋白的小分子化合物(成果入选Nature 2019年度十佳科技论文),到发展了一系列脑科学实验新范式、人工智能理论新算法……在研究人员的努力下,项目在脑智能理论、类脑智能算法、脑疾病寻根等方面已取得了一系列世界领先的成果。

在技术突破及产业应用方面,项目与中国一汽、国家电网、上汽集团、上海申通以及百余家医疗机构在自动驾驶、智能电网、智慧物流、轨道交通、智慧诊疗等领域开展实质性产学研合作,申请专利近百项,推动了脑智能理论与算法在重大领域的示范应用。

令项目负责人、复旦大学校长、中科院院士许宁生尤为欣喜的是,项目建设期内,多位国际顶尖科学人才、近百位全球青年人才加盟,在五大研究方向上均形成了世界一流科学家领衔、国内外优秀中青年骨干加入的人才高峰和高原。他说,“目前,脑科学与类脑智能交叉的学科人才生态初步构建,这也是融入上海科创中心建设的一项重要任务。”

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