9月18至19日,2018世界人工智能大會類腦人工智能主題論壇在上海舉行,來自世界各地的類腦人工智能領域頂尖專家、產業界代表齊聚復旦大學,共同展望人工智能領域發展的機遇和挑戰,研討神經科學、大數據、交互式機器人等前沿領域與人工智能的交融共生與發展趨勢。
未來已來!復旦要怎樣擁抱人工智能時代?復旦大學校長許寧生是這樣說的——
各位領導、各位專家、各位朋友,大家好!
熱烈歡迎大家參加今天的類腦人工智能主題論壇。腦科學和類腦智能研究是當今國際科技前沿熱點。以類腦智能引領人工智能,實現人工智能普適化,將引起經濟社會變革性發展,對人類文明進步產生重大影響。
昨天,世界人工智能大會開幕式很成功。大會以“人工智能賦能新時代”為主題。習近平主席發來了賀信。劉鶴副總理發表了重要講話。李強書記致辭並提出,要加快建設人工智能發展的“上海高地”。
身處上海的復旦,我們又一次感到了大時代只爭朝夕的脈動和高校肩負的責任,正在推出“三智全球計劃”,聯手全球力量,以類腦智能引領人工智能,推動人工智能普適化;以類人智能+人類智能的群智進化實現人工智能普適化。
近四年來,復旦系統地佈局了類腦研究機構、大數據學院和研究院、腦科學研究和診治機構,牽頭組織了腦科學與類腦智能市級重大專項、類腦芯片和大數據試驗場兩個功能型平臺、國家集成電路創新中心等,大力引進人才隊伍,設立張江復旦國際創新中心和臨港研究基地,為下一時期的科研和人才培養大發展奠定了堅實的基礎。
近年來,人工智能領域的各項發展備受世人矚目,不少國家高度重視推動該領域的科技創新和人才培養。2017年7月8日,國務院印發的《新一代人工智能發展規劃》,明確指出以提升新一代人工智能科技創新能力為主攻方向,構建開放協同的人工智能科技創新體系,把握人工智能技術屬性和社會屬性高度融合的特徵。這給予復旦這樣有多學科優勢的大學越來越多的發展機會。
復旦大學以及其他單位的專家認為,傳統人工智能,主要依靠機器學習算法,通過計算機強大的運算能力,將判斷決策行為從大量的數據中進行抽象和總結,轉化為一類特定的計算模型,最終實施在特定的應用中。表現的問題在於:知識引導方法長於推理,但是難以拓展;數據驅動模型擅於預測識別,但其過程難以理解;策略學習手段能對未知空間進行探索,但其依賴於搜索策略。如何有機協調數據驅動人工智能與知識引導人工智能的各自優勢,探索有機結合邏輯、先驗、知識以及數據的模型與方法,形成解釋性強以及數據依賴靈活的人工智能,是當前面臨的難點問題。
腦科學研究發現:為了應對各種認知任務,大腦要在短時間內保存和處理各種感興趣信息,完成這個過程的大腦系統就是“工作記憶”。工作記憶是形成語言理解、學習與記憶、推理和計劃等複雜認知能力的基礎。此外,基於生物層面的神經突觸信號傳遞作用機制、腦區間環路特徵、腦信息表達與處理、腦結構和功能圖譜、腦重大疾病發病的環路機制等成為研究熱點,這些都為人工智能的突破性發展提供了新的方向。
我們迫切期望,通過腦科學的深入研究和神經機制的系統解析,“破譯”大腦信息處理與神經編碼的原理,再通過信息技術予以參照、模擬和逆向工程,形成以“類腦智能引領人工智能發展”為標誌的新一代人工智能通用模型與算法、類腦芯片器件和類腦智能各類工程技術應用等新型研究領域。
上海在具有全球影響力的科技創新中心建設中,順應世界科技發展大趨勢、服務國家創新戰略能力,超前佈局“腦與類腦智能” 領域前沿研究與科技創新。復旦大學師生們也以服務國家和上海科技創新發展戰略為己任,以提升腦與類腦智能科技創新自主研發能力為目標,以既有資源稟賦和研發優勢為主攻方向,以“雙一流”交叉學科建設和跨學科人才梯隊培養為抓手,聚焦建設腦與類腦智能領域, 以類腦智能的原始創新研發,催生大數據智能、重大腦疾病智能診療、類腦智能芯片、類腦智能工程,尋求實現未來智能科技領域的重大原始突破,從而加快類腦智能技術推動產業升級、改善民生、促進城市發展新應用,實現“以類腦智能引領人工智能,推動人工智能普適化;以類人智能+人類智能的群智進化實現人工智能普適化”願景目標。我們將聚焦“ABC Intelligence”等研究重點,即:Artificial Intelligence, Biological + Artificial Intelligence, Collective and Evolutionary Intelligence,不斷拓展研究的前沿。
下面,我著重介紹一下復旦大學近期著力推進腦科學、類腦智能、人工智能領域發展,在學科交叉與創新平臺佈局、具有國際影響力的科技成果、國際化頂尖人才引進與專業技術人才隊伍構建等方面的工作。
以學科新佈局與學科融合創新為抓手,積極開展一流高峰學科、國際創新中心建設
復旦大學有豐富的學科資源和良好的歷史積澱。為了發展新一代人工智能研究和人才培養,我們著力推進融合創新,佈局新領域。
首先,我們構築了類腦智能研究鏈條,成立了類腦智能科學與技術研究院、類腦芯片與片上智能系統研究院、智能機器人研究院、上海智能電子與系統研究院,在張江校區系統規劃建設“腦與類腦智能國際創新中心”,在臨港設立技術轉化和產業化平臺。
2015年6月,復旦大學成立類腦智能科學與技術研究院,以學校既有雄厚的數學、計算機科學與技術、生物學、臨床醫學等多學科綜合優勢為基礎,以計算神經科學為橋樑,交叉融合、聚力創新,開展大腦機制解析、類腦智能算法、新藥智能研發、腦疾病智能診療、通用智能等原創性基礎研究和應用研究。學校已經投入一批經費購置磁共振影像設備,打造成世界最先進的影像研究高地和國際最大的全維度腦數據庫。
此外,復旦大學還成立了類腦芯片與片上智能系統研究院,致力於基於類腦算法的微電子芯片設計、深度學習以及智能產業融合創新。與新智集團、楊浦區政府共同組建新氦智能——類腦芯片與片上智能系統研發與轉化功能型平臺,建設世界領先的類腦芯片共性技術研發平臺。
2016年9月,在上海市教委支持下,作為上海市IV類高峰學科建設項目,復旦大學聯合上海交通大學、華東師範大學、東華大學,共同成立上海智能電子與系統研究院。研究院整合各校電子科學與技術、計算機相關的科研力量,建成以“智能電子與系統”為核心的卓越創新中心,通過智能電子系統平臺的創新應用,進一步整合和垂直集成微納電子、物聯網和雲計算等領域的前沿成果,從整體上推動學科的發展提升。
2017年6月,復旦大學成立智能機器人研究院,引進了甘中學等一批世界機器人研究領域的頂尖人才,致力於突破人工智能與機器人領域的戰略性、基礎性、前沿性等相關重大科學問題和關鍵技術瓶頸。依託與臨港管委會共同推進的產業化平臺,與寧波智能製造產業研究院、浙江、江蘇的機器人產業集團一起,發起建設長三角機器智能創新中心及“智網賦能”工程,以類腦與人腦混合增強的群智智能技術為核心,通過賦智於芯片,打造新的智能引擎,通過賦能於機器人,打造新的智能終端,通過區塊鏈AI融合技術賦值於網絡,打造新的價值智聯網,並通過網絡閉環,形成新的可持續增長的智能產業生態圈,從而發展長三角經濟發展的新引擎、新動能、新業態和新生活。
2017年底,復旦大學在張江校區系統規劃建設“腦與類腦智能國際創新中心”,積極籌劃和領銜上海市級科技重大專項“腦與類腦智能基礎應用轉化研究”,並相繼獲批教育部腦科學前沿科學中心、計算神經科學與類腦智能教育部重點實驗室、智能機器人教育部工程研究中心,支撐高水平國際頂尖人才集聚、類腦智能國際前沿研究開展。在腦與類腦智能國際創新中心中規劃建設的“六個中心、兩個平臺”包括:認知和基礎神經科學中心、生物醫學大數據中心、計算系統生物學中心、神經與智能工程中心、類腦智能芯片系統中心、類腦智能技術應用與轉化中心,以及張江國際腦影像中心、張江國際腦庫兩個重大實驗技術平臺。
其次,打造大數據人才培養、研究和重大科技基礎設施,成立了大數據學院、大數據研究院、大數據試驗場功能型平臺。2015年4月,復旦大學應大數據發展的蓬勃之勢,與中植企業集團、上海市虹口區政府簽訂戰略合作協議,合作建設大數據學院與大數據研究院,通過發展數據科學和技術,打造支撐智能技術的新引擎。上海市大數據功能型平臺項目也即將啟動建設。
再之,發揮已有優勢,提升腦科學研究和腦診治水平,成立了腦科學研究院,建成了上海腦疾病診治中心等。
以跨學科、跨領域科技研發為著力點,持續推出具有國際影響力的、面向新興產業需求的腦與類腦智能創新成果
在世界上首次構建了大腦動態圖譜,發現腦網絡的“可變性”受局部神經活動調製,這項工作被腦科學領域科學家Bassett教授稱作為“在理解大腦網絡動態變化道路上的一塊重要基石”,也為將來人類學習方式和學習效果的增強提供了新的途徑。
系統發展和構建了一系列類腦智能算法和大數據分析模型,應用於腦卒中、自閉症、分裂症、抑鬱症等腦疾病的智能診斷研究。首次發現了抑鬱症與睡眠問題的共病病理機制,將為改善大眾尤其是抑鬱症患者睡眠質量問題,治療抑鬱症帶來革命性突破,更為通過經顱刺激調節局部神經活動等臨床治療手段廣泛應用提供了科學的靶標。
“探極一號”類腦芯片流片成功,同時具備在線訓練與分類的新方式,實現世界首個門控再現神經網絡,相關研究成果被2017年歐洲固態電路會議錄用。2017年6月,採用28納米技術的“探極二號”成功流片並測試,當時的性能指標超越美國麻省理工學院(MIT)的Eyeriss一個數量級。
研發嵌入式深度神經網絡處理器與物聯網邊緣智能芯片。研究基於人工智能的微波視覺新理論和新技術體系,將傳統微波雷達成像和遙感技術等賦予智能處理與控制的內核。與航天八院合作,研發自主容錯的“芯雲”系列智能芯片,隨長征四號運載火箭一同進入太空,建成首個末子級留軌智能平臺。
與科大智能公司聯合研發腦血管疾病患病風險評估智能診斷系統,已正式開始臨床驗證;與上汽集團合作研發上汽超級大腦等,提供零部件智能物流方案,預演方案已經顯著降低物流成本;與國網上海電力公司合作,提供電力業務智能化管理決策分析系統;研發擁有自主知識產權的6代機器人,包括面向公共服務的“復娃機器人”、面向家庭應用的“愛家一號機器人”,以及面向醫療健康的中醫輔助診斷機器人。
以引進世界頂級科學家和培育跨學科青年人才為抓手,打造多元化、國際一流的類腦智能專業人才隊伍
近年來,復旦大學積極發起和參與腦與類腦智能領域相關的國際科學合作計劃,目前已與包括英國劍橋大學、牛津大學、帝國理工大學、倫敦國王學院,美國斯坦福大學、麻省理工學院,德國馬普學會等20餘所國際著名的高校、科研院所建立研究夥伴關係,並與全球130多位腦與類腦智能領域著名國際學者進行研究合作。
在與國際一流大學、國際頂尖科學家團隊等多層級國際合作的基礎上,積極引進世界頂級科學家到復旦大學開展工作,引領腦與類腦智能研發工作開展。2017年,與以諾貝爾獎得主Michael Levitt教授、歐洲腦科學獎得主Trevor Robbins教授兩位學術大師為首的腦與類腦研究國際頂尖科學家團隊,共同建設教育部、國家外國專家局“計算神經科學與類腦智能”111創新引智基地,建設復旦大學複雜體系多尺度研究院、“認知與基礎神經科學中心”。此外,相關領域的青年才俊隊伍亦不斷壯大,其中包括了多位來自英國、德國、美國等國家的外籍青年科學家,他們充分依託復旦大學已建和在建的世界一流的科研平臺,致力於開展高水平的腦與類腦研發工作。
2017年,《復旦大學一流大學建設總體方案》將“計算機、類腦智能與大數據”作為學校27個擬建設一流學科之一,面向國家在人工智能、大數據、網絡空間安全等方面的需求,通過與信息科學、數學以及相關應用學科的有機融合,形成以計算機、類腦智能、大數據技術等為支撐的新學科生態,為學校新工科建設提供基礎。
2017年,復旦大學著眼於新一代人工智能跨學科人才隊伍的全體系構建,啟動“智能科學與技術”本科專業的教育部新工科研究與實踐項目,在技術大類和自然科學大類設置“智能科學與技術”專業,以“厚基礎、寬視角、重素養、強實踐”的理念,遵循“2+X”的框架設計,下設“智能科學”、“智能信息處理”、“智能系統設計”與“智能芯片設計”等四個方向,培養內容涉及智能科學的機理基礎研究、智能化的信息與數據處理方法、新型智能芯片的設計開發、智能系統的構建與應用,覆蓋了智能學科、人工智能產業從基礎到應用、從硬件到軟件的不同方面。
另一方面,復旦大學還依託類腦智能研究院以及既有的數學、生物醫學工程等一級學科,設立了國際化的“類腦智能科學與技術”方向碩士生、博士生研究生培養體系。通過交叉學科研究生遴選,招攬了一大批有志於從事新一代人工智能、通用類腦智能算法、類腦智能芯片、生物醫學影像智能化應用等領域研發的高水平研究生。
各位領導、各位專家、各位朋友,人工智能有著改變全球社會的巨大潛力。展望未來,人工智能可成為應對一些社會核心挑戰的強大工具。在中國和世界急需尋找新的增長引擎時,基於人工智能的自動化可以提升生產力,助推經濟發展目標的最終實現。
站在大學校長的角度,我不僅關注理工醫在類腦和人工智能領域的融合,同時也關切著這一領域的發展,給人類的生存與生活帶來的挑戰。可以預見的是,從全球治理到社會生活,從國家建設到家庭幸福,都將因這一領域的變革而重新定義,因此,我更加期待,這樣的發展能促進人類的生活更加美好,這樣的創新是正向的創新,因此,我更加期待,人文社會科學與這一領域的結合,因為,技術只有與情感、倫理等人類最樸素的需求結合,才能迸發出真正符合人性的創新點!
我們始終堅持鼓勵和擁抱這種創新,這種創新往往需要高度專業性和長時間的儲備與積累,這也是復旦大學著力進行學科建設和人才培養融合創新的重要原因。同時,人工智能在各分支領域都有極強的深入性,因而涉及範圍極廣,需要多方參與和共同努力。
近期,將由復旦大學牽頭,聯合中科院上海分院,共同承擔“腦與類腦智能基礎應用轉化研究”上海市級科技重大專項,加速建設腦與類腦智能領域高水平交叉學科群和國際創新中心,構建國際一流的研發和創新人才隊伍,
以類腦智能引領人工智能的發展,為上海具有全球影響力的科創中心建設, 為新時代中國夢的實現貢獻復旦力量。謝謝大家。
視頻來源: 復旦類腦智能科學與技術研究院
攝 影: 慕梁、張琦
編 輯: 史書珣
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