美国空军联手IBM开发首个类脑感知超级计算机

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E安全7月2日讯 根据行业官员透露，美国空军研究实验室（简称AFRL）与IBM公司已经开始联合进行AI开发工作，旨在打造一套由64块芯片阵列构成的行业首创人脑启发式超级计算系统。

这项技术旨在提供远优于标准芯片支持系统所能实现的感官处理能力。

IBM公司在声明中解释称，这套IBM TrueNorth神经突触系统的设计目的在于以实时方式将来自多个分布式传感器的图像、视频、音频以及文本等各类数据转化为符号。

IBM在声明中同时补充称，“AFRL将把系统当中的‘右脑’感知能力与传统计算机系统所能提供的‘左脑’符号处理能力结合起来。”

IBM公司为AFRL打造的这套可扩展平台将建立起完整的端到端软件生态系统，旨在实现深度神经网络学习与信息发现等能力。

开发人员解释称，这套系统所具备的先进模式识别与感知处理能力相当于6400万个神经元与160亿个突触，而全部处理器组件的总体能耗则仅相当于一颗低功率灯泡。

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美国空军研究实验室信息管理主任丹尼尔-戈达德（Daniel S. Goddard）在一份书面声明中指出，“AFRL属于TrueNorth数据转换型决策解决方案的最早采用者。这套新的神经突触系统将被用于实现多种AFRL极为重视的新型计算能力，旨在探索、原型设计并展示各类能够帮助美国空军以及美国保持自身技术先进地位的高影响力、游戏规则改变型技术成果。”

设计用于映射人类神经元功能的超级计算技术拥有突出的优势以及同样显著的局限性; 在某些情况下，高科技方案在部分程序功能的处理速度上可能胜于人类。然而大多数AI专家仍然强调称，对于需要在实时动态环境当中进行快速问题解决的响应场景而言，计算机的感知能力仍然无法与人类相提并论。

尽管如此，专家们普遍认为超级计算技术的进步确实能够反映或者加速目前主要由人类思想负责执行的各类功能。事实上，自主型空中及地面无人控制系统的相关算法正在快速发展。目前，空中无人机与地面机器人已经能够越来越多地获取导航数据并加以解释，且无需人类对其进行远程操作。另外，负责寻找并引爆周遭环境内炸弹的小型机器人亦配备有相关软件，使得其能够以自主或者半自主方式实现部分感知功能。

美国海军长距离反舰导弹中所使用的先进寻道技术等武器系统解决方案亦能够得到半自主引导系统的有力推动，确保武器以独立方式向移动目标持续飞行。另外，用于F-35战机以及新型福特级航空母舰的计算机自动化方案亦显示出目前的机器已经能够极大降低对于人类感知能力的依赖性，并可在特定情况下减少对操作人员的需求。具体来讲，战斧导弹中所使用的新型导弹技术已经使得武器本身能够适应目标的持续移动，且不再需要进行人为重新定向。

根据美国空军首席科学家格雷戈里-扎克里亚斯（Gregory Zacharias）等美国国防部高级研究计划局项目管理者及高级军方领导所言，计算机确实能够在多种场景下带来显著的实际价值，例如在战机起飞前对各航空电子系统进行检查。扎克里亚斯认为，在不久的将来，战斗机飞行员将能够对其周边的无人机进行指挥与控制，从而引导各无人机利用携带之武器实施打击、测试短文雷达或者进行监视任务。

然而在解决此类新兴问题时，专家们表示自主与感知算法仍有很长的发展道路要走。相当一部分AI专家认为，尽管大量提升的处理速度确实能够在一定程度上加快程序功能并实现部分输入数据的感知整理，但目前尚不完全清楚这种发展方式是否能够成功复制人类神经元的实际感知功能。

 这套系统在标准服务器机架当中占用4U高（即7英寸）空间，而8套这样的系统将能够在单一机架之内驱动多达5.12亿个神经元。该系统所采用的每块处理器包含54亿个晶体管，其被划分为4096个神经核心，能够创建数百万个数字神经元阵列，并通过2.56亿个电子突触实现相互通信。

根据IBM公司的解释，这套大规模系统在设计当中充分考虑到了数据并行性，其可同步运行多个与神经网络及并行模型相匹配的数据源，外加多套用于处理这些数据的、由独立神经元网络构成的神经元集合。

IBM公司Almaden研究院研究员兼人脑启发式计算高级科学家达门德拉-莫哈（Dharmendra S. Modha）解释称，“IBM TrueNorth神经突触系统的发展再次有力证明我们在AI硬件创新领域中的行业领先地位。在过去六年当中，IBM公司将每套系统中的神经元数量由256个提升至6400万个——相当于六年中每年增长800%。”

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2017年7月