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SAIL大獎柔性腦機接口:直面“三大難題”

2021-07-09 10:53:03來源:文匯報

作為2021世界人工智能大會(WAIC2021)的最高獎,SAIL獎結果昨天揭曉,能夠獨立完成科研任務的機器人科學家、能長期穩(wěn)定鏈接生物腦與計算機的

作為2021世界人工智能大會(WAIC2021)的最高獎,SAIL獎結果昨天揭曉,能夠獨立完成科研任務的“機器人科學家”、能長期穩(wěn)定鏈接生物腦與計算機的柔性腦接口等5個項目一舉奪魁。

今年的SAIL獎,其評審委員會集聚了全球人工智能(AI)領域具有影響力的科學家和企業(yè)家,致力于為人工智能樹立引領未來發(fā)展的標桿。據(jù)介紹,本次SAIL獎以AI賦能城市數(shù)字化轉型為切入點,追蹤技術發(fā)展、產業(yè)賦能和治理進程,尤其關注“突破性創(chuàng)新”,以激勵代表方向性技術突破和應用創(chuàng)新、正在或將要改變未來生活的AI項目不斷涌現(xiàn)。最終獲獎的5個項目很好地體現(xiàn)了這樣的導向,讓所有人耳目一新,為一探AI未來發(fā)展的潛能和魅力提供了難得的窗口。

機器人科學家:它發(fā)明了新材料

傳統(tǒng)上,機械臂和機器人常常出現(xiàn)在工廠流水線旁,并以替代產業(yè)工人為職責。不過,英國利物浦大學的“機器人科學家”改變了這一面貌,為機器人賦予全新使命,使其能自主開展化學研究,制備新材料。

這是一款具有AI智能大腦的可移動機器人,和傳統(tǒng)機械臂相比,它的“手”和“腦”功能更加平衡,因此可以勝任更復雜的任務。它部署在傳統(tǒng)實驗室里,能解決高度復雜的材料學研究課題,確切地說,機器人科學家的使命,并不是“將儀器自動化”,而是“將研究自動化”。它帶有一條靈活的機械臂和定制的抓取器,可以操作多種實驗室設備;它能安全地和人類研究者共處一室,會自行移動并避開障礙物。更重要的是,基于專門的算法模型,機器人科學家能自動推進研究,比如對初始的化學配方進行優(yōu)化,在一個課題中,它最終篩選出了活性高6倍的光催化劑。

機器人科學家的出現(xiàn),有助于推動實驗室自動化的范式轉變,展現(xiàn)出“AI+新材料合成”這種新研發(fā)模式的巨大前景。有分析認為,這項發(fā)明有望影響每年超過1.2萬億美元的全球研發(fā)市場。

柔性腦機接口:直面“三大難題”

腦機接口,簡單來說,是指在人或動物的大腦與外部設備之間創(chuàng)建直接連接,從而實現(xiàn)生物腦與電子設備的信息交換。腦機接口是當前AI研究的熱門領域,是認知重要腦功能、診治重大腦疾病的核心關鍵技術,對于我國推進腦科學前沿研究、把握神經疾病和AI研究的主動權意義重大。

此次獲SAIL大獎的“免開顱微創(chuàng)植入式高通量柔性腦機接口”項目,由中國科學院上海微系統(tǒng)與信息技術研究所研究團隊完成。對腦機接口面臨的三大難題——“帶寬不足”“植入創(chuàng)傷大”“長期記錄穩(wěn)定性差”,它都給出了創(chuàng)新的技術方案。在帶寬方面,團隊已實現(xiàn)單電極器件集成2640通道的腦機接口器件;創(chuàng)傷方面,它在植入時無須開顱,只會留下一個不超過1毫米的小孔;加上這個團隊創(chuàng)新研發(fā)了柔性植入、柔性電極技術,可最大限度避免對腦組織的傷害,并將在顱內連續(xù)穩(wěn)定工作時間從過去的2個月左右延長到至少8個月。

為了滿足實際應用需求,項目組在攻關柔性神經電極陣列的同時,也在加快完善其他配套技術,包括研發(fā)了能自動完成柔性電極微創(chuàng)植入手術的機器人、大規(guī)模神經信號編解碼技術等。該團隊希望能早日開展人腦驗證,造福高位截癱、漸凍癥、失語癥等患者,使得他們能用“意念”控制機械臂和鍵盤、合成語音,進而推動人腦與AI更好結合。

數(shù)據(jù)流AI芯片:首款“中國設計”

由深圳鯤云信息科技有限公司研發(fā)的CAISA,是全球首款可商用數(shù)據(jù)流AI芯片。它基于自主研發(fā)架構,大幅提升了芯片利用效率,在算力性價比、實測性能和處理延時等指標上實現(xiàn)了業(yè)界領先。目前,基于該芯片開發(fā)的多款數(shù)據(jù)流AI計算平臺,已應用于智慧安監(jiān)、智慧油田、智能制造、智慧電網等領域,大幅降低客戶的AI應用落地成本,為底層AI算力支撐提供了新的選擇,填補了國內數(shù)據(jù)流AI推斷芯片領域的技術空白。

智能設計引擎:AI學會琴棋書畫

琴棋書畫是我國傳統(tǒng)的“四藝”。在音樂合成、紋枰對弈等方面,AI已頗具風范,但它是否會書法、繪畫、篆刻?浙江大學研發(fā)的“數(shù)字創(chuàng)意智能設計引擎”,就賦予AI更多藝術氣息,有望進一步引爆大量新型應用,并將挖掘更多落地場景。

該項研究建設了一個高質量標注的傳統(tǒng)文化基礎素材庫,包括國畫(100萬余幅)、篆刻(30萬余印面)、書法(7萬余字)、民族音樂(1萬余段)等;同時,團隊提出了視覺知識和AI多重知識表達的理論創(chuàng)新,使得AI可以自主在傳統(tǒng)藝術寶庫中從師習藝,由此構建傳統(tǒng)文化元素的數(shù)字創(chuàng)意智能設計引擎,迄今已支撐7個智能設計模塊。其中,“墨染”是AI輔助國畫創(chuàng)作模塊,“余音”可自動為短視頻配樂,“點石”讓AI學會篆刻,“蘭亭”則實現(xiàn)了基于現(xiàn)有書法母本倒推原始的《蘭亭集序》。

唯一獲獎論文:展現(xiàn)中國AI面貌

今年有一篇學術論文獲得SAIL大獎。這篇題為《新一代中國人工智能》的論文發(fā)表于國際權威刊物《自然·機器智能》,主要作者是三位年輕的AI研究者——朱明杰、吳飛、盧策吾。這是第一篇關于中國AI發(fā)展的全景綜述,全景式介紹了中國新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃的形成和發(fā)展,指出了在基礎研究、人才培養(yǎng)和倫理道德等方面所面臨的挑戰(zhàn),文章所描繪的人工智能生態(tài)發(fā)展藍圖正在轉變?yōu)橹袊斍叭斯ぶ悄芗夹g發(fā)展的生動實踐。

關鍵詞: SAIL大獎 柔性腦機 接口 三大難題

責任編輯:hnmd004