類腦芯片、治癒癌症、多重宇宙……一文看盡騰訊科學WE大會

劃重點:

通過探索新的生產模式,

多重宇宙有存在的可能,

或許能在微波背景輻射中找到痕跡;

未來人類有可能製造出能夠自主學習,

擁有自我意識的機器;

地球內部有兩個巨大的“腫塊”,

分別位於非洲和太平洋之下;

人類要發展人工通用智能,

通用人工智能可以賦能各行各業;

從達爾文到DNA雙螺旋結構,

遺傳和進化比我們想象得要複雜。

類腦芯片、治癒癌症、多重宇宙……一文看盡騰訊科學WE大會

11月3日,2019騰訊科學WE大會在北京舉行。七位全球頂尖科學家同臺,分享了物理、生命科學、地質科學等領域的突破性進展。今年騰訊科學WE大會的主題是“小宇宙”,寓意從微觀世界中窺見宇宙,解開生命的奧秘。

“騰訊科學周就是希望讓科學家成為聚光燈下的焦點,讓科學探索成為公眾尤其年輕人的追逐點,讓科研工作成為一種新時尚。”騰訊公司董事會主席兼首席執行官馬化騰表示。

從人體細胞到天體粒子,七位科學家在WE大會舞臺上分享研究進展,用前沿科學搭建起一座連接人類體內“小宇宙”和廣袤未知宇宙的橋樑。他們分別是權威癌症免疫學家Carl June、理論物理學家Brian Greene、高能物理學家王貽芳、清華大學類腦計算研究中心主任施路平、權威機器人研究專家Hod Lipson、地質物理學專家Jennifer Jackson、遺傳學家Magdalena Skipper。

看看大家都說了啥。

類腦芯片、治癒癌症、多重宇宙……一文看盡騰訊科學WE大會

清華大學類腦計算研究中心主任施路平:

全球首款異構融合類腦芯片“天機芯”,多學科融合尤為關鍵



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清華大學類腦計算研究中心主任施路平致力於融合人腦和電腦思維,用類腦計算支撐通用人工智能的發展。

他的團隊研發出全球首款異構融合類腦芯片“天機芯”,實現了中國在芯片和人工智能兩大領域《自然》論文零的突破。施路平說:“發展類腦計算和人工通用智能真正的挑戰既不是科學,也不是技術,而是學科分佈導致沒有合適的人做這樣的研究,所以多學科融合尤為關鍵。”

以下為演講實錄(有刪減)

計算機領域最高的圖靈獎2017年兩個得主Hennessy 和 Patterson,最近寫了一個長文,結論是未來的10年是計算架構發展的黃金10年。因為,我們過去是用計算機做計算,現在我們是用它處理信息,而我們的數碼宇宙每兩年翻一番,就是能耗也受不了。

當然,還有其它原因,我們現在生活在一個人工智能時代,人工智能取得了非常大的成績,但是我們發現儘管我們可以用AlphaGo戰勝世界冠軍,但是我們仍然有很多的瓶頸,簡單來說必須滿足5個條件。

1、充足的數據。

2、決定性的問題。

3、完備的知識。

4、靜態。

5、單一的系統。

我們看過《最強大腦》,那些我們歎為觀止的、非常讓我們羨慕的選手的能力,其實對於計算機來講是小兒科,我們發現人腦和電腦兩個系統雖然原理不同,但是實際上是互補的。

所以,借鑑腦科學的基本原理,改造現在的計算機系統,發展類腦計算是發展人工通用智能的一個非常重要的部分,因為它是它的計算基石。

現在為什麼是發展人工通用智能最好的時機呢?

因為隨著精密儀器的發展,我們對腦知道的越來越多,我們似乎到了一個理解腦的關口,超級計算機的發展可以使我們做很好的模擬仿真,省錢、省力、省時間,大數據、雲計算給我們提供了一個像腦一樣複雜的系統,和腦交相呼應,我們可以共同研究、互相促進。

另外,納米器件已經可以使我們去發展像人腦能耗水平的神經元和突觸這樣的電子器件,所以現在是發展人工通用智能最好的時機。

現在主要有兩條路線:第一,計算機主導的。第二,腦科學主導的。計算機主導的像機器學習,它在圖象識別、語音理解、自然語言的處理方面,取得了輝煌的成績,但是它很難處理不確定的問題。

腦科學神經形態計算,發展的也很快,但是由於我們不理解腦機制,極大地阻礙了它的發展,但是兩跳技術路線實際上互補,把兩者結合起來,是目前我們認為最好的一種方法。

發展類腦科學實際上還有兩條:1、基於計算機,用腦科學的基本原理來改變計算架構;2、我們用一個“類腦”這樣簡單又明瞭的詞涵蓋這兩個部分。這個研究實際上你要研究理論芯片、軟件、系統,雲腦到應用。

我們的答案是這樣的:計算機是把多維空間的信息轉換成為0、1這樣一維的信息流,用計算來解決問題。

CPU的主頻越來越快,換句話說你用的是時間複雜度,你的問題是什麼?你的問題是當你縮維的時候,你的相關性丟失了,這就是人很容易確定一個物體是在真實空間裡還是在鏡子裡,計算機則很難,這個是根本原因。

腦我們不知道它的基本原理,但是我們知道,一個神經元兼一千到一萬個神經元,換句話說我們在這裡把信息擴輸了,把相關性增強了,我們用的是空間複雜度。

另外,我們的腦還用脈衝來編碼,引進了時間因素,我們還利用了時空複雜度,所以我們是想保持現在計算機的所有優點,保持時間複雜度,增加一塊類腦芯片。

增加的是什麼呢?增加的是空間複雜度、時空複雜度。如果我們以這種觀點來看現在的技術,你就發現現在的人工、神經網絡的加速器,是面向深度人工神經網絡。

它利用的就是空間複雜度,而像腦一樣工作的,神經形態計算,面向的是脈衝神經網絡。所以,我們想了一個辦法,提出了天機芯片架構,用3%的代價,實現了既支持人工神經網絡,又支持像腦一樣工作的脈衝神經網絡,而且還支持兩個的異構建模。我們還利用類腦芯片,構建了一個人工通用智能的研究平臺。

我們的想法是,構建一個可以和系統互動的多模態交叉研究平臺,利用環境變化逼迫這個系統變化,當它變化的時候,我們觀察應用這種變化,系統應該遵循的基本原理,從而幫助我們迭代發展。利用一塊天機芯片,我們就實現了感知、追蹤、過障、避障、自動控制、語音理解、自主決策。

芯片很重要,軟件也很重要,因為如果沒有軟件,應用工程師是不願意做應用軟件開發的,在我們實驗室我們自己開發了一個軟件工具鏈,在我們實驗室現在實際上已經搭起了第一代類腦計算機,我們現在做的是一個類腦雲腦。

它和現在雲計算的差別是雲計算是把很多技術整合起來,而類腦雲腦是面向人工通用智能的,因為人工通用智能的研究從基本上來講,不同於把很多人工智能簡單疊加在一起,我們的想法是把腦的彈性和計算機的剛性結合起來,把數據驅動和知識驅動結合起來,把通用知識和推理結合起來。

當然這是一個非常具有挑戰性的長期研究,我們先專注在一個一個問題的研究上,這個可以稱為是第一代,然後兩個問題一起研究,這個可以稱為第二代,然後第三代、第四代,最後是第五代,從而讓我們構建人工通用智能。

看一下我們現在的世界,貿易紛爭,國家、民族、人之間有很多矛盾,我們忽然發現,當我們的物質生活發展的已經很快時,我們的精神生活實際上沒有同步發展,我們現在在智能時代發展類腦計算,我們有機會向內發展,審視我們的內心。

癌症免疫學家Carl June:

首創CAR-T療法,通過喚醒免疫系統來消滅癌細胞

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開場嘉賓Carl June是一名權威癌症免疫學家,曾被《時代週刊》評為“2018年全球最具影響力的100人之一”。他首創CAR-T療法,通過喚醒免疫系統來消滅癌細胞,已成功應用於白血病、淋巴瘤和骨髓瘤等腫瘤治療的臨床試驗。

Carl June帶來了這一癌症療法的最新進展,他說:“面對癌症高額的治療費用,我們必須找到新辦法治癒病人,而且是一次性的。CAR-T細胞在人體內可以存活很多年,是一種非常有效的細胞和基因療法。” “CAR-T細胞在人體內的半衰期是70年。”

理論物理學家Brian Greene:

也許不只有一個宇宙,而是有多重宇宙



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被稱為世界上最擅長解釋深奧理論的哥倫比亞大學物理系和數學系教授Brian Greene,帶來了最前沿的探索之一——弦理論的最新成果。作為弦理論研究的領軍人物,Brian Greene通過三個故事講解了多重宇宙存在的可能性,“也許以後,會認為我們的宇宙並不是整個宇宙空間的中心,而只是無數宇宙中的一個。”

中科院高能物理研究所所長王貽芳:

成功測出“幽靈粒子”的震盪模式

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高能物理界領軍人物、中國科學院院士王貽芳,一直致力於研究宇宙中最神秘的中微子。中微子是目前唯一質量未知的粒子,極難捕捉和偵測,也被稱作“幽靈粒子”。

王貽芳團隊成功測出中微子的振盪模式,為人類揭秘宇宙本源開闢了新路徑,他說:“大型的科學設施實際上是技術發展的最好觸發和推動。科學家如果能夠和工程師工作在一起,我們可以使技術能力大大加強和發展。”

地質物理學家Jennifer Jackson:

如果我們可以對地球內部進行更高清的成像,就能更好地瞭解地球腫塊對於每一個行星可居住性的影響

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針對人體腫瘤的療法給患者帶來希望,對地球“腫塊”的研究則可能揭示地球生命的誕生之謎。加州理工學院教授Jennifer Jackson帶領團隊發明了“地震層析成像法”技術,能像X光片一樣透視地球內部影像,幫助人類深入研究地心高密度巨型異物,也就是地心“腫塊”。

她說:“ 這樣的‘腫塊’,哪怕是小‘腫塊’,也會在塑造地表方面起到重要作用。如果我們可以對地球內部進行更高清的成像,就能更好地瞭解地球‘腫塊’對於每一個行星可居住性的影響。”

哥倫比亞大學創意機器實驗室主任Hod Lipson:

粒子機器人未來可能自主思考, 帶來的好處將會遠遠超過它的風險



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來自美國哥倫比亞大學創意機器實驗室的Hod Lipson,研發出自我建模的仿生群體“粒子機器人”,這種機器人未來將可能擁有創造力和自主思考能力。

“一個真正的粒子機器人可能會由成千上百個粒子組成,即便其中20%的粒子壞掉,也仍然可以繼續運作。”Hod Lipson強調,“我們認為它帶來的好處將會遠遠超過它的風險。”

《自然》總編輯Magdalena Skipper:

遺傳學比我們預想得要複雜得多,但它對我們決定性的意義又比我們想象的低得多



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《自然》總編輯、遺傳學家Magdalena Skipper,是雜誌創刊150年來,首位擔任該職位的女性,也是首位具有生命科學學術背景的總編輯。今年WE大會上,她介紹了200多年來人類在遺傳學研究上取得的突破:“遺傳學比我們預想得要複雜得多,但它對我們決定性的意義又比我們想象的低得多”。

英國薩塞克斯大學教授Tom Baden:

自助是你改變世界的最有力武器



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當日,首屆“自然科研全球影響力大獎”評選結果揭曉,37歲的英國知名神經學家、英國皇家生物學學會會士Tom Baden獲獎。Tom Baden連續兩年發表於《自然》的研究發現,視網膜神經迴路在功能上的多樣性遠高於此前人們的認知,而這可能改變眼科診斷和治療的研究基礎。

此外,他還使用 3D 打印等新技術設計製造專業實驗設備,並基於開源許可協議公開了自己的設計,這將極大推動神經學研究的進展。

騰訊首席探索官網大為:

新型交通技術可以使得發展中國家不需要建設那麼多基礎設施,就可以實現用車模式的跨越式發展



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騰訊首席探索官網大為在WE大會上分享了新型交通技術,以具備垂直起降能力的混合動力飛行器來取代汽車等交通工具,對於降低資源消耗、減輕環境汙染將產生重要影響,“這可以使得發展中國家不需要建設那麼多基礎設施,就可以實現用車模式的跨越式發展。”

近年來,騰訊不斷加碼基礎科學投入,加快前沿領域探索,已建立起人工智能實驗室矩陣和基於前沿科技的實驗室矩陣,涵蓋機器人、量子計算、5G、邊緣計算、IoT和音視頻技術等




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