（原標(biāo)題：中國實現(xiàn)意念控制無人機機器人 智能戰(zhàn)士還遠(yuǎn)嗎？）
人腦大約有1000億個神經(jīng)元，是人體中最復(fù)雜的部分，也是宇宙中已知最復(fù)雜的組織結(jié)構(gòu)。“腦科學(xué)計劃”簡稱腦計劃，主要包含以探索大腦秘密、攻克大腦疾病為導(dǎo)向的腦科學(xué)研究和以建立、發(fā)展人工智能技術(shù)為導(dǎo)向的類腦研究，旨在探索大腦運行機理、增進(jìn)精神衛(wèi)生和防止神經(jīng)疾病、發(fā)展人工智能技術(shù)，最終達(dá)到認(rèn)識大腦、保護大腦和創(chuàng)造大腦的目標(biāo)。因其對人類健康、認(rèn)知、國家安全等領(lǐng)域的戰(zhàn)略意義和深遠(yuǎn)影響，自21世紀(jì)初以來世界各大國紛紛開展“腦計劃”，并將其納入國家級科研計劃，視為國家戰(zhàn)略。
競爭日趨激烈——
全球掀起“腦競賽”熱潮
自有人類歷史記錄以來，大腦奧秘始終是人類關(guān)注和探索的熱點，更是現(xiàn)代科學(xué)面臨的最大挑戰(zhàn)。隨著生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、神經(jīng)科學(xué)和認(rèn)知科學(xué)的發(fā)展，人類深刻認(rèn)識到腦科學(xué)研究的重要意義，探索大腦的科學(xué)熱情更加高漲。進(jìn)入21世紀(jì)后，隨著新型成像技術(shù)、匯聚技術(shù)以及基于計算和信息通信技術(shù)平臺的出現(xiàn)，腦科學(xué)研究的時代才真正到來，神經(jīng)環(huán)路、計算神經(jīng)科學(xué)、腦機接口等領(lǐng)域不斷取得突破。
2004年，美國推出“神經(jīng)科學(xué)研究藍(lán)圖”框架。2011年，發(fā)布神經(jīng)科學(xué)10年計劃：從分子到腦健康。2013年4月，美國政府正式公布“推進(jìn)創(chuàng)新神經(jīng)技術(shù)腦研究計劃”，宣布在大腦結(jié)構(gòu)圖建立、神經(jīng)回路操作工具開發(fā)、大規(guī)模神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)記錄技術(shù)開發(fā)等9大研究領(lǐng)域開展重點資助研究。
2002年至2009年，歐盟對150余個腦科學(xué)研究項目展開大規(guī)模資助。在此基礎(chǔ)上，2013年，歐盟正式提出“人腦計劃”，試圖以超級計算機技術(shù)來模擬腦功能，在未來神經(jīng)科學(xué)、未來醫(yī)學(xué)和未來計算等領(lǐng)域，開發(fā)出新的前沿醫(yī)學(xué)和信息技術(shù)。
此外，加拿大、日本、德國、法國、英國等國家也先后推出本國的腦科學(xué)研究計劃，主要聚焦在研究各種腦功能和腦疾病的機理，希望搶占其未來技術(shù)制高點、掌握未來戰(zhàn)略主動權(quán)。與此同時，許多世界級企業(yè)也紛紛推出自己的人工智能大腦計劃。谷歌實驗室和IBM致力于構(gòu)建龐大的人腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模擬系統(tǒng)。
技術(shù)日新月異——
奠定規(guī)模化應(yīng)用基礎(chǔ)
全球范圍的“腦計劃”啟動以來，圍繞大腦開展的科技創(chuàng)新和科學(xué)發(fā)現(xiàn)不斷涌現(xiàn)。神經(jīng)標(biāo)記和神經(jīng)環(huán)路追蹤技術(shù)、大腦成像技術(shù)、神經(jīng)調(diào)節(jié)技術(shù)、神經(jīng)信息處理平臺等多個研究領(lǐng)域取得進(jìn)展。許多國家將腦功能障礙疾病診治放在突出位置，如自閉癥、心理障礙、抑郁癥以及神經(jīng)衰退、阿爾茨海默綜合癥、帕金森綜合癥等疾病是這項計劃首先要攻克的目標(biāo)。
2012年，美國哈佛大學(xué)在腦結(jié)構(gòu)的研究方面取得突破，其開發(fā)的新型核磁共振掃描技術(shù)，使精準(zhǔn)探索大腦內(nèi)部結(jié)構(gòu)成為可能。
2014年，美國威斯康星大學(xué)依托可靠神經(jīng)接口技術(shù)開發(fā)的腦結(jié)構(gòu)研究技術(shù)使大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)活動可視化逐步實現(xiàn)。
在腦機接口技術(shù)方面，人類用意念控制物體的設(shè)想終于實現(xiàn)，大腦控制外部設(shè)備以及大腦控制另一生物體的異體控制技術(shù)已經(jīng)取得成功。借助腦電設(shè)備，日本研發(fā)的腦控自行車、德國的腦控汽車、美國的腦控機器人等新技術(shù)層出不窮。2016年，美國腦控?zé)o人機大賽，“意念”操控?zé)o人機飛行距離達(dá)到9米。
我國信息工程大學(xué)基于腦機交互技術(shù)已經(jīng)實現(xiàn)了腦電波控制機器人的動作控制和飛行器的飛行狀態(tài)控制等，借助腦電設(shè)備，實現(xiàn)了用“意念”控制無人機和機器人的腦控實驗。
在類腦科技研究方面，2013年德國科學(xué)家制造出納米憶阻器元件，隨后美國和澳大利亞學(xué)者通過納米尺度的憶阻器矩陣，制造出世界首個能模仿人腦的電子記憶細(xì)胞。同時，模仿人腦的神經(jīng)形態(tài)芯片、具備人腦處理功能的仿腦處理器、認(rèn)知計算機技術(shù)等智能技術(shù)紛紛問世。
軍事潛力巨大——
催生認(rèn)知空間“制腦權(quán)”爭奪
隨著腦計劃發(fā)展戰(zhàn)略的推進(jìn)，腦科技在軍事領(lǐng)域的地位和價值日益凸顯，“制腦權(quán)”已經(jīng)成為未來軍事較量新的高地。
在軍事上，腦科學(xué)的發(fā)展為作戰(zhàn)理論變革、武器裝備智能化發(fā)展帶來了重大機遇，成為當(dāng)前世界軍事科技競爭中最前沿、最具挑戰(zhàn)性的領(lǐng)域，其軍事應(yīng)用前景主要體現(xiàn)在“仿腦”“腦控”“超腦”“控腦”四個方面。
例如“仿腦”，它主要是通過借鑒人腦運行機理，開發(fā)出具備人類識別、推理和判斷能力的信息處理系統(tǒng)、智能武器裝備或高智能機器人。目前，這類裝備已經(jīng)從實驗室走上軍事應(yīng)用。美、俄、日等國均裝備有此類高智能機器人。
“腦控”，則是借助腦機交互技術(shù)實現(xiàn)人與機器的高效融合，從系統(tǒng)層面提升武器的戰(zhàn)斗效能，在復(fù)雜戰(zhàn)場環(huán)境突破人類的生理極限。美國國防高級研究計劃局開展的“阿凡達(dá)”尖端軍事科研項目，就是通過開發(fā)“外骨骼服”來擴展人類機能，控制進(jìn)攻性武器和系統(tǒng)。
“超腦”，是通過電磁、超聲波、激光等方式實施神經(jīng)刺激，激活大腦潛能，激發(fā)大腦功能，達(dá)到智力、感知力、注意力等人體機能提升的目的。美國的“不眠戰(zhàn)士”計劃就是其典型應(yīng)用，以“溫和”電刺激大腦的方式幫助士兵在高風(fēng)險軍事行動中保持長時間的高度清醒和警覺。
“控腦”，則是利用技術(shù)手段實現(xiàn)對人的神經(jīng)活動、思維能力等進(jìn)行干擾甚至控制。
【專家簡介】童莉，解放軍信息工程大學(xué)副教授，全國人工智能學(xué)會、生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)會會員，北京大學(xué)物理學(xué)院博士后。長期從事智能信息處理、三維成像、腦機交互研究，參研多項國家863計劃重點課題、國家自然科學(xué)基金項目等科研課題。獲軍隊科技進(jìn)步一等獎1項，發(fā)表學(xué)術(shù)論文30余篇，授權(quán)專利3項，軟件著作權(quán)2項。
延伸閱讀
人造突觸催生“智能參謀”
■郝海龍 劉志勇 王立軍
據(jù)媒體報道，近日韓國科學(xué)家研制出迄今為止能耗最低的人造突觸。與以前產(chǎn)品相比，它能更好地模擬人腦神經(jīng)元之間的關(guān)聯(lián)。研究人員表示，這一突破有望使研制大型類腦計算機成為現(xiàn)實。
新型人造突觸是一種晶體管，能通過開啟和關(guān)閉模擬生物突觸傳送信號。研究表明，神經(jīng)元每次釋放信號，生物突觸消耗的能量約10飛焦（千萬億分之一焦耳）；而新型人造突觸每活動一次，只消耗1.23飛焦，這使其成為迄今以來能耗最低的人造突觸。
研究人員解釋稱，新設(shè)備由一種有機材料彼此包裹構(gòu)成，這些材料可幫助人造突觸捕獲或釋放帶電離子，模擬生物突觸的工作原理以及電閘開關(guān)的方式。此外，這種人造突觸還模擬了人類神經(jīng)纖維的形狀及柔韌性。
現(xiàn)在，研究人員已經(jīng)開發(fā)出微小機器，相比之前的產(chǎn)品可以更好地模擬人類大腦神經(jīng)元之間的連接。未來人造大腦的能耗和存儲密度將趕上甚至超過生物大腦，有望催生更智能的機器人、自動駕駛汽車、數(shù)據(jù)挖掘、醫(yī)療診斷、證券交易分析以及其他人工智能交互系統(tǒng)。
智能型處理器催生了智能武器裝備的發(fā)展，有人把智能武器裝備形象地稱為有思維的“智能參謀”。不久前，圍棋大賽機器狗戰(zhàn)勝李世石，使人工智能深度介入指揮決策出現(xiàn)了一線曙光。人工智能的這次重大突破表明，電腦完全可以模仿經(jīng)驗思維、形象思維、直覺思維等人類才具備的思維方式。如果電腦既精于計算，又善于“算計”，既能做計劃、定方案，又能出戰(zhàn)法、生謀略，那么未來戰(zhàn)爭中人工智能以“電腦參謀”的身份進(jìn)入中高級指揮所，實現(xiàn)“人謀”與“機謀”的結(jié)合，就不再是天方夜譚。
軍事領(lǐng)域?qū)χ悄芑男枨笫嵌喾矫娴?。除指揮決策領(lǐng)域外，人工智能水平的提升對武器裝備、作戰(zhàn)支援、軍事訓(xùn)練、后裝保障等多個相關(guān)領(lǐng)域，都將產(chǎn)生廣泛而深刻的影響。依托人工智能進(jìn)行多源情報判讀、融合和數(shù)據(jù)挖掘，不但可以節(jié)省大量人力，而且可以提高信息優(yōu)勢向決策優(yōu)勢轉(zhuǎn)化的質(zhì)量和速度；高智能“機器翻譯”使得士兵在國外遂行軍事任務(wù)時，隨時可以與操不同語言的人進(jìn)行無障礙溝通；人工智能支撐的“機器黑客”可以自動搜索分析敵方網(wǎng)絡(luò)漏洞，自動制定和優(yōu)化攻擊策略，并依令而動發(fā)起攻擊。
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