人工智能(néng)技術方興未艾，研究人員已著(zhe)手探索更具潛力的類器官智能(néng)技術（OI）。其中一個前景是以人腦細胞驅動的生物計算機，這(zhè)聽起(qǐ)來像科幻小說(shuō)，但或許距離我們并不遙遠，有望重塑現代計算機的未來并開(kāi)辟全新研究領域。
1月8日，一名女士在美國(guó)拉斯維加斯消費電子展上體驗智能(néng)科技。新華社發(fā)（曾慧攝）
據美國(guó)有線電視新聞網2日報道(dào)，美國(guó)約翰斯·霍普金斯大學(xué)研究人員以實驗室培養出的類腦器官爲基礎，進(jìn)行類器官智能(néng)技術研究。他們在最新出版的學(xué)術期刊《科學(xué)前沿》撰文介紹了研究構想和進(jìn)展。
筆尖大的類腦結構
約翰斯·霍普金斯大學(xué)研究人員自2012年嘗試培養類腦器官。他們從人體皮膚組織提取細胞，將(jiāng)其改造成(chéng)類似胚胎幹細胞的結構，用于培養類腦器官。類腦器官隻有筆尖大小，每個含約5萬個細胞，相當于一隻果蠅神經(jīng)系統的細胞數量。由于具備神經(jīng)元，類腦器官有可能(néng)具備學(xué)習和記憶等基本功能(néng)。
在約翰斯·霍普金斯大學(xué)發(fā)表的聲明中，主要研究人員托馬斯·哈通說(shuō)，借助類腦器官展開(kāi)研究，可以避免用人腦做研究所面(miàn)臨的不少倫理問題，爲研究人腦工作機制打開(kāi)新局面(miàn)。
哈通和自己的同事(shì)構想，以類腦器官爲“硬件”，有望開(kāi)發(fā)出比超級計算機更節能(néng)的“生物計算機”。哈通認爲，雖然當代技術革命由計算機和人工智能(néng)技術驅動，但其發(fā)展已“接近天花闆”。
人腦和電腦哪個更強
計算機問世以來，人腦和電腦哪個更強大的問題随之出現。
就(jiù)快速大量處理數據的能(néng)力而言，計算機似乎遠遠超過(guò)人腦。以AlphaGo爲例，這(zhè)款人工智能(néng)圍棋軟件“輕松學(xué)過(guò)”16萬個棋局，而一個人即使每天學(xué)習5個小時(shí)也要175年才能(néng)完成(chéng)同等的訓練量。
2017年5月23日，中國(guó)棋手柯潔九段和圍棋人工智能(néng)程序“阿爾法狗”（AlphaGo，直譯阿爾法圍棋）的首場對(duì)決在浙江省桐鄉市烏鎮舉行，這(zhè)是中國(guó)棋手柯潔（左）在比賽中。新華社記者徐昱攝
然而，一旦涉及複雜的邏輯問題，例如分辨貓和狗，人腦則輕易勝出。就(jiù)能(néng)源利用效率而言，人腦表現也更爲優異。
美國(guó)能(néng)源部下屬橡樹嶺國(guó)家實驗室開(kāi)發(fā)的超級計算機“前沿”造價6億美元，重3629公斤，每個機櫃重量相當于兩(liǎng)輛皮卡。哈通說(shuō)，這(zhè)台計算機的運算能(néng)力直到去年6月才首次超過(guò)單個人的大腦運算能(néng)力，但所耗能(néng)量是人腦所需的100萬倍。由此可見，“現代計算機還(hái)是沒(méi)法跟人腦相比”。
人腦儲存信息的能(néng)力超強，估計能(néng)儲存2500萬億字節信息。與此同時(shí)，計算機的儲存能(néng)力已接近極限，現有技術很難在微小的芯片上再增加更多晶體管。
研究剛起(qǐ)步
研究人員因此寄希望于生物計算機和類器官智能(néng)技術。哈通將(jiāng)類器官智能(néng)技術定義爲，“在實驗室培養的類人腦模型内再現學(xué)習、感覺處理等認知功能(néng)”。
他說(shuō)，對(duì)于發(fā)展類器官智能(néng)技術而言，目前所能(néng)培養出的類腦器官“太小了”，每個大小隻及人腦的300萬分之一，記憶儲存量僅8億字節。另外，類器官智能(néng)需要至少1000萬個細胞，而目前每個類腦器官隻有5萬個細胞。
2022年11月5日，參觀者在第五屆進(jìn)博會(huì)技術裝備展區人工智能(néng)專區體驗元宇宙交互應用。新華社記者金皓原攝
研究人員還(hái)得想招數：如何向(xiàng)類腦器官輸入信息，以及如何從類腦器官讀取信息？目前，他們開(kāi)發(fā)了一種(zhǒng)腦機界面(miàn)裝置，好(hǎo)似一頂戴在類腦器官上的“腦電圖帽”。這(zhè)是一層易彎曲的外殼，上面(miàn)布滿微小電極，既可以接收類腦器官發(fā)出的信号，也可以向(xiàng)它輸送信号。
研究人員還(hái)計劃將(jiāng)生物工程學(xué)、機器學(xué)習能(néng)力和其他創新技術應用到類器官智能(néng)技術研究中。
類器官研究近20年來漸成(chéng)規模，一些研究人員在實驗室培養出模拟腎髒、肺等人體器官功能(néng)的小型類器官，主要用于研究試驗，減少人體和動物試驗。類器官智能(néng)技術研究則剛剛起(qǐ)步。哈通預計，要想使類器官智能(néng)技術達到與老鼠腦力相當的水平，仍需要數十年時(shí)間。
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來源：新華社