2023年國內(nèi)外類腦計(jì)算技術(shù)發(fā)展研究分析

• 陳澤芳 2023年7月6日 來源：互聯(lián)網(wǎng) 694 41
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類腦計(jì)算是指利用數(shù)字電路、模擬電路、數(shù)?；旌想娐坊蛐缕骷矸抡嫔锷窠?jīng)元以及神經(jīng)元間的突觸連接，進(jìn)而利用超大規(guī)模集成電路(Very Large Scale Integrated，VLSI)系統(tǒng)來模仿神經(jīng)系統(tǒng)中的神經(jīng)生物學(xué)結(jié)構(gòu)。類腦運(yùn)算平臺(tái)或者類腦芯片， 是受到生物學(xué)腦工作機(jī)制啟

類腦計(jì)算領(lǐng)域的相關(guān)研究，為新一代計(jì)算變革帶來了希望。以大腦為模仿對(duì)象建立新一代計(jì)算技術(shù)體系，既可以保留計(jì)算機(jī)的既有優(yōu)勢(shì)，又可以疊加人腦處理信息的諸多優(yōu)勢(shì)，將有望打破馮·諾伊曼架構(gòu)的束縛，實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)處理一體化、超低能耗和超大規(guī)模并行信息處理，讓結(jié)構(gòu)逼近人腦、性能媲美人腦的“人造超級(jí)大腦”成為可能。類腦研究發(fā)展迅猛、前景廣闊，但總體仍處于起步階段。

在現(xiàn)階段的社會(huì)發(fā)展過程中計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)在社會(huì)中的應(yīng)用具有極大的社會(huì)現(xiàn)實(shí)含義，不僅其在加速社會(huì)經(jīng)濟(jì)的道路上起到了積極的作用。計(jì)算機(jī)技術(shù)在發(fā)展的同時(shí)帶動(dòng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的進(jìn)步。由于傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)科學(xué)沒有相關(guān)的技術(shù)信息支撐，當(dāng)代的發(fā)展方向是積極向前的、相互融合的。不過由于當(dāng)代社會(huì)信息的共享性還有待于提高到新的階段，-些方面的信息受到一定的局限和壟斷性。

不過由于當(dāng)代社會(huì)信息的共享性還有待于提高到新的階段，-些方面的信息受到一定的局限和壟斷性。伴隨著越來越普遍的計(jì)算機(jī)科學(xué)在全世界范圍內(nèi)的迅猛發(fā)展，信息將可以被方便快捷的進(jìn)行傳播，有理由相信計(jì)算機(jī)技術(shù)將會(huì)帶動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)更好發(fā)展，其對(duì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展將起到積極有效的作用。

據(jù)中研產(chǎn)業(yè)研究院《2022-2027年國內(nèi)外類腦計(jì)算技術(shù)發(fā)展研究及趨勢(shì)預(yù)測(cè)報(bào)告》分析：

類腦計(jì)算是指利用數(shù)字電路、模擬電路、數(shù)模混合電路或新器件來仿真生物神經(jīng)元以及神經(jīng)元間的突觸連接，進(jìn)而利用超大規(guī)模集成電路(Very Large Scale Integrated，VLSI)系統(tǒng)來模仿神經(jīng)系統(tǒng)中的神經(jīng)生物學(xué)結(jié)構(gòu)。類腦運(yùn)算平臺(tái)或者類腦芯片， 是受到生物學(xué)腦工作機(jī)制啟發(fā)開發(fā)的專用于為SNN提供計(jì)算的硬件系統(tǒng)。制作類腦芯片最具有挑戰(zhàn)性的是如何把不計(jì)其數(shù)spiking 神經(jīng)元和突觸放進(jìn)一個(gè)小小的芯片里并同時(shí)讓他們的鏈接結(jié)構(gòu)是可調(diào)整的。

類腦計(jì)算中的神經(jīng)元結(jié)構(gòu)既有計(jì)算能力，也有存儲(chǔ)能力。類腦計(jì)算的這種特點(diǎn)從根本上消除了馮諾伊曼體系結(jié)構(gòu)的“存儲(chǔ)墻”問題。通過對(duì)類腦計(jì)算進(jìn)行研究，能夠更好地理解腦計(jì)算模型，為實(shí)現(xiàn)類腦智能提供路徑。據(jù)世界衛(wèi)生組織報(bào)道，預(yù)計(jì)到2030年，抑郁癥的疾病負(fù)擔(dān)將躍升至第一位，中國最新精神衛(wèi)生調(diào)查顯示抑郁癥的終身患病率為6.9%，目前中國有超過9500萬的抑郁癥患者，給社會(huì)、家庭及個(gè)人帶來了沉重負(fù)擔(dān)。

2023年國內(nèi)外類腦計(jì)算技術(shù)發(fā)展研究分析

伴隨著越來越普遍的計(jì)算機(jī)科學(xué)在全世界范圍內(nèi)的迅猛發(fā)展，信息將可以被方便快捷的進(jìn)行傳播，有理由相信計(jì)算機(jī)技術(shù)將會(huì)帶動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)更好發(fā)展，其對(duì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展將起到積極有效的作用。研制理想的類腦芯片，需要在多個(gè)學(xué)科中尋找突破口。比如從材料層面探索類生物物質(zhì)，從器件層面構(gòu)造神經(jīng)元與突觸，從電路層面實(shí)現(xiàn)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的連接，從算法層面研究大腦的思考能力，等等。目前，類腦芯片研究有3個(gè)主攻方向。一是尋找工作行為特性與大腦神經(jīng)元相似的納米器件。二是設(shè)計(jì)適合類腦芯片的新型計(jì)算體系架構(gòu)。三是解決類腦芯片的能效問題。

計(jì)算機(jī)技術(shù)在發(fā)展的同時(shí)帶動(dòng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的進(jìn)步。由于傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)科學(xué)沒有相關(guān)的技術(shù)信息支撐，當(dāng)代的發(fā)展方向是積極向前的、相互融合的。不過由于當(dāng)代社會(huì)信息的共享性還有待于提高到新的階段，-些方面的信息受到一定的局限和壟斷性。伴隨著越來越普遍的計(jì)算機(jī)科學(xué)在全世界范圍內(nèi)的迅猛發(fā)展，信息將可以被方便快捷的進(jìn)行傳播，有理由相信計(jì)算機(jī)技術(shù)將會(huì)帶動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)更好發(fā)展，其對(duì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展將起到積極有效的作用。

中國為腦計(jì)劃項(xiàng)目制定了一個(gè)十五年計(jì)劃(2016-2030 年)，前五年與中國國家社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展第十三個(gè)五年計(jì)劃相符，更在第十四個(gè)五年計(jì)劃上升為國家戰(zhàn)略地位，其中圍繞抑郁障礙的研究在國家科技創(chuàng)新2030—“腦科學(xué)與類腦研究”重大項(xiàng)目中占據(jù)重要比重。據(jù)世界衛(wèi)生組織報(bào)道，預(yù)計(jì)到2030年，抑郁癥的疾病負(fù)擔(dān)將躍升至第一位，中國最新精神衛(wèi)生調(diào)查顯示抑郁癥的終身患病率為6.9%，目前中國有超過9500萬的抑郁癥患者，給社會(huì)、家庭及個(gè)人帶來了沉重負(fù)擔(dān)。

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