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審核專家:鄭遠(yuǎn)攀
鄭州輕工業(yè)大學(xué)教授
最近的人工智能領(lǐng)域可謂熱鬧非凡,以Chat GPT(Chat Generative Pre-trained Transformer,聊天生成預(yù)訓(xùn)練轉(zhuǎn)換器)為首的一眾AI(Artificial Intelligence,人工智能)產(chǎn)品在網(wǎng)絡(luò)上掀起熱潮,以強(qiáng)大的性能不斷刷新網(wǎng)友認(rèn)知,讓很多人認(rèn)為AI改變世界的時(shí)代就要來了。
然而有科學(xué)家卻提出,當(dāng)前人類的計(jì)算機(jī)技術(shù)已經(jīng)觸及瓶頸,AI的發(fā)展將會(huì)受到限制,于是提出了類器官智能(Organoid Intelligence,OI)的概念,并稱OI如果能在未來實(shí)現(xiàn),那么很有可能讓科幻電影中的“強(qiáng)人工智能”成為現(xiàn)實(shí)。
AI、GPT與強(qiáng)人工智能
在了解OI之前,我們首先來說說風(fēng)頭正勁的AI。AI就是人工智能,最早在1956年的達(dá)特茅斯會(huì)議上被正式提出。它是對(duì)人的意識(shí)和思維過程的模擬,是人類用以了解智能本質(zhì)的手段。溫斯頓教授對(duì)AI的定義是“研究如何使計(jì)算機(jī)去做過去只有人才能做的智能工作”。來源丨pixabay
經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展,AI已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在生活當(dāng)中。如手機(jī)搭載的智能語音助手、認(rèn)證環(huán)節(jié)經(jīng)常出現(xiàn)的人臉識(shí)別以及網(wǎng)上沖浪時(shí)的信息推送等角色與事務(wù)都離不開AI的參與。
在醫(yī)療、物流、生產(chǎn)、交通等高精尖領(lǐng)域,它也發(fā)揮著重要作用。甚至在一些普遍認(rèn)為AI難以取代人類的領(lǐng)域,如繪畫、作曲等,也開始被AI滲透,其作品的完成度讓人驚嘆,甚至獲得評(píng)委們的一致好評(píng)。AI作品《太空歌劇院》
來源丨AI/百度百科
2022年在科羅拉多州博覽會(huì)舉辦的一場(chǎng)美術(shù)競(jìng)賽上,一幅名為《太空歌劇院》的畫作奪得了數(shù)字藝術(shù)獎(jiǎng)的冠軍。這幅畫是當(dāng)?shù)匾晃唤薪苌ぐ瑐惖脑O(shè)計(jì)師利用人工智能創(chuàng)作,再利用Photoshop潤色后完成的。這幅作品的獲獎(jiǎng)在當(dāng)?shù)氐拿佬g(shù)圈也引起了相當(dāng)大的爭(zhēng)議。
現(xiàn)在的人工智能需要大量數(shù)據(jù)進(jìn)行學(xué)習(xí)訓(xùn)練,在大數(shù)據(jù)時(shí)代背景下,AI的發(fā)展變得更加快速便捷,最近引爆網(wǎng)絡(luò)的ChatGPT就離不開龐大數(shù)據(jù)的支持。來源丨網(wǎng)絡(luò)圖片
ChatGPT是一種基于互聯(lián)網(wǎng)可用數(shù)據(jù)訓(xùn)練的文本生成深度學(xué)習(xí)模型,目前已經(jīng)更新到了GPT-4。GPT-4的知識(shí)面涵蓋了幾乎所有學(xué)科,能夠生成語法規(guī)范、邏輯嚴(yán)密的文本,也能進(jìn)行繪畫創(chuàng)作,甚至能在人類的一些頗具難度的考試如SAT(Scholastic Assessment Test學(xué)術(shù)能力評(píng)估考試,俗稱的美國高考)考試、司法考試中取得極高的分?jǐn)?shù),強(qiáng)大得讓人驚嘆。
目前所有的人工智能還都處于弱人工智能的階段。強(qiáng)人工智能,又稱多元智能,是指具備智能完整性,能夠進(jìn)行自主推理和思考的人工智能,被認(rèn)為能夠產(chǎn)生知覺和意識(shí),是AI發(fā)展的新目標(biāo)。有觀點(diǎn)認(rèn)為強(qiáng)人工智能可能永遠(yuǎn)無法實(shí)現(xiàn),但OI概念的出現(xiàn)卻為多元智能帶來了希望。OI也許可以通過直接模擬人腦的構(gòu)造、思維模式、學(xué)習(xí)模式等,發(fā)展出完整的強(qiáng)人工智能。
OI是什么?
有不少人認(rèn)為,ChatGPT的出現(xiàn),標(biāo)志著人工智能的發(fā)展來到了一個(gè)奇點(diǎn),將會(huì)迎來行業(yè)井噴式發(fā)展。然而有眼光銳利的科學(xué)家卻認(rèn)為,當(dāng)今的計(jì)算機(jī)技術(shù)和人工智能技術(shù)已經(jīng)無限接近瓶頸——因?yàn)槿祟愐呀?jīng)很難在芯片上安裝更多的晶體管了。
其實(shí)對(duì)人類來說,人腦才是最復(fù)雜的智能系統(tǒng),人工智能的本質(zhì)也是對(duì)人腦思維過程的模擬,那么能不能直接創(chuàng)造一個(gè)“大腦”呢?
2023年2月,約翰斯·霍普金斯大學(xué)的Thomas Hartung團(tuán)隊(duì)提出了類器官智能即OI的概念,以期利用這個(gè)理論,在未來發(fā)展出更強(qiáng)大、高效、節(jié)能的計(jì)算機(jī)形式。
類器官是指通過3D體外細(xì)胞培養(yǎng)系統(tǒng),培養(yǎng)出一種與體內(nèi)器官或組織來源高度相似的器官模型,它雖然不是真正的器官,但具備原本器官的部分功能。
來源丨pixabay
OI就是運(yùn)用類似的技術(shù),在體外培養(yǎng)出大腦的細(xì)胞組織,將其作為生物計(jì)算機(jī)的核心硬件——CPU和顯卡,再通過微電極陣列等方式與外部電子設(shè)備連接,進(jìn)行訓(xùn)練和計(jì)算。
2022年12月,澳大利亞的生物科技初創(chuàng)公司Cortical Labs利用人體的干細(xì)胞誘導(dǎo)分化出人類的神經(jīng)元,并將這些神經(jīng)元與多電極陣列計(jì)算機(jī)集成,組成了一個(gè)人腦與計(jì)算機(jī)的合體。隨后他們還通過微電極陣列,讓它開始玩一款“乒乓球”游戲,神經(jīng)元僅用了五分鐘就學(xué)會(huì)了這款游戲的操作。而相似規(guī)模的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),可能需要花上90分鐘的時(shí)間。
來源丨pixabay
由于類器官智能是基于生物硬件的,最大的進(jìn)步之一就是降低了功耗。OI的核心硬件設(shè)備幾乎可以視為另一個(gè)大腦,而大腦的功耗是極低的。
一個(gè)成年人的大腦平均功耗僅有20W,而大部分AI服務(wù)器的功耗通常在10^6W左右。一些頂級(jí)的超級(jí)計(jì)算機(jī),如我國的神威·太湖之光超級(jí)計(jì)算機(jī),功耗更是達(dá)到了15.37MW(兆瓦)。另外,OI還具有極強(qiáng)的深度學(xué)習(xí)能力。
OI比AI更懂學(xué)習(xí)
由于OI具有人腦的組織結(jié)構(gòu),可以實(shí)現(xiàn)“少樣本學(xué)習(xí)”,對(duì)于復(fù)雜問題的處理能力也遠(yuǎn)超傳統(tǒng)AI。如果要對(duì)一個(gè)簡(jiǎn)單的事物進(jìn)行識(shí)別,人腦僅需約10個(gè)左右的樣本就能學(xué)會(huì),而早年,AI即使“學(xué)習(xí)”了上百萬個(gè)樣本也依舊沒有學(xué)會(huì)。
擊敗了世界頂級(jí)圍棋棋手李世石的阿爾法狗(AlphaGo),被“投喂”了近十六萬場(chǎng)的棋局?jǐn)?shù)據(jù),這樣的訓(xùn)練量,一個(gè)職業(yè)選手哪怕每天不吃不喝只進(jìn)行訓(xùn)練也需要約37年。
人腦具備相當(dāng)復(fù)雜的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),就像是一個(gè)超多核處理器。人腦思考的區(qū)域主要集中于大腦皮層,此處擁有約140億個(gè)神經(jīng)元,能夠產(chǎn)生1014~1015OPS(Operations per second,即每秒運(yùn)算次數(shù))的算力,是普通計(jì)算機(jī)算力(1010 OPS)的十幾萬倍。擁有如此強(qiáng)大的算力,配合高度復(fù)雜的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),人腦才得以演化出一套多層結(jié)構(gòu)的深度學(xué)習(xí)模式。這套模式讓人類可以高效進(jìn)行各種復(fù)雜問題的學(xué)習(xí)和處理,效率是計(jì)算機(jī)的上百萬倍。
同時(shí),人腦在對(duì)一件事情進(jìn)行學(xué)習(xí)后,所獲得的經(jīng)驗(yàn)、策略、方法等還可以應(yīng)用于其它事情。比如我們通過學(xué)習(xí)圍棋而培養(yǎng)出的思維模式和方法論,也可以用在籃球、足球等其他項(xiàng)目上,而AI如果要新學(xué)習(xí)一種技能,則必須從零開始。
來源丨h(huán)ippopx
毫無疑問,OI是一項(xiàng)跨時(shí)代的前瞻性技術(shù),想要真正實(shí)現(xiàn),或許還有數(shù)十年的路要走。一些科學(xué)家還提出了其倫理問題,例如如何保障隱私權(quán)益、遵循道德規(guī)范、尊重人性價(jià)值等,這些問題的解決也需要過程和時(shí)間。
未來,若OI能夠真正實(shí)現(xiàn),或許會(huì)在人工智能領(lǐng)域掀起新一輪狂潮,到那時(shí),也許真的可以實(shí)現(xiàn)科幻電影中展示的具備知覺和意識(shí)的強(qiáng)人工智能。
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