2021年6月5日，2021年全球人工智能技术大会在浙江省杭州市举行。中国科学院院士、发展中国家科学院院士、浙江大学校长吴朝晖院士在大会上作“从AI到CI：脑机智能的发展”的主题报告，从人工智能的现状、脑机智能的概念和内涵、浙江大学的进展和未来的展望四个方面展开介绍。

图1：2021全球人工智能技术大会上的吴朝晖

一、人工智能的现状

吴朝晖院士从三个维度介绍了人工智能的现状。首先是国家层面，即顶层设计，竞相布局。随后从企业层面介绍，国内外的大企业，例如谷歌、微软都提出了自己的人工智能的发展战略，华为、阿里、腾讯等都重金投入AI研发及应用。其中最为引人关注的是谷歌的DeepMind：从AlphaGo、到AlphaFold、到AlphaZero。AlphaZero意味着我们可以没有预设的人类知识，可以从零开始进行自我学习、自我训练，快速地掌握。吴院士特别提出人工智能是可以挑战人类智慧的极限，战胜人类。最后，从学者角度，人工智能是很多科学所涉及的非常重要的方向，列举了一些图灵奖获得者的学术观点，得出在人工智能方面，高级认知能力依然初步（如记忆、推理、在线学习等），通用人工智能依然遥远的结论。

吴朝晖院士从发展角度指出，人类智能与机器智能混合是必然的趋势，人工智能60年的发展可以粗略地分为三个学派，分别是符号主义、连接主义和行为主义。符号主义即用符号表达的方式研究智能；连接主义即以神经网络模型模拟智能；行为主义即以控制、进化等理论模拟行为。三个学派侧重点不同，都解决了一些人工智能地实践应用问题，丰富了人工智能理论体系，但都局限于以“机器”为中心的视角，即只考虑仅由机器构成的智能系统，将人引入并作为系统的重要组成部分，通过人机混合，有望充分融合机器智能与人类智能的优势和特点。

图2：人工智能的发展

二、脑机智能的概念与内涵

吴朝晖院士从未来科幻和科学两个角度来分析了脑机智能，指出脑机智能不仅是科学前沿，也是技术前沿，它正经历着一系列的变革，而且脑机智能在人民生命健康领域有重大的需求。随后，吴朝晖院士指出，我们可以通过脑机智能的手段，使得原来的智能形态在感知、认知、行为三个方面都可以得到提升。随后介绍了浙江大学胡海岚教授所做的工作，即通过光遗传的方法，有选择地激活小鼠内的神经元，使一直处于劣势的小鼠勇气倍增地逆袭了。

图3：浙江大学胡海岚教授“弱者逆袭”的研究

此外，浙大团队首次实现了人意念控制大鼠走街道、桥梁、隧道、沙漠等迷宫场景。从系统角度看，这个脑脑交互系统体现了将人对场景的认知智能“加载”到大鼠上，增强了大鼠的高级认知能力。

图4：浙大团队实现用意念控制大鼠

2021年5月，美国斯坦福大学科学家在瘫痪患者大脑运动皮层(Hand Knob区)植入微电极阵列，通过算法解码神经信号的手部书写运动信息实时翻译成文字，实现了快速脑机通信，输出速度达90字符/分钟。对此，吴朝晖院士指出，这表明我们的研究已经从运动层面进入到认知层面、语言层面。

       在脑机智能的主要挑战方面，吴朝晖院士认为主要包括脑信息获取技术、脑环路解析计算技术、脑机融合智能技术等。

图5：脑机智能的主要挑战

三、浙江大学的进展

吴朝晖院士介绍了浙江大学这些年来在脑机智能方面的研究与进展。浙江大学在2018年9月发布了创新2030首个计划—双脑计划（脑科学与人工智能），充分利用浙江大学多学科优势，建设“脑+信息交叉”科研与工程队伍。浙江大学经过十多年的发展，已经形成了“鼠-猴-人”的脑机智能平台。在2013年实现了国际首个听觉增强的大鼠。在2013年实现了首例猴子运动皮层的解码，实现抓、握、捏、勾。在2014年实现了国内首例临床病人颅内皮层解码石头剪刀布等动作。在2020年年初实现了国际首例高龄病人的临床实验，通过侵入式的脑控机械来控制三维运动。

另外，浙江大学在2015年Darwin一代的基础上，在2019年推出了Darwin二代，在2020年又研制了Darwin Mouse—亿级神经元的神经拟态计算机，该计算机的神经芯片达到792颗，神经元数达1.2亿，突出数量达720亿。

图6：浙江大学在脑机智能工作的概貌

图7：浙江大学在脑机方面的研究进展

图8：浙江大学在脑机智能神经拟态计算的发展

四、未来的展望

对于脑机智能未来的发展趋势，吴朝晖院士指出，未来人机将共存、物理世界与虚拟世界将更加交互并行；人、物理世界的二元空间将转变为人、物理世界、智能机器、虚拟世界的四元空间；生产力和生产关系将重构，社会形态与产业结构将重组，人类思维方式与生活习惯将重塑，突出表现为人工智能的浪潮席卷全球。

之后，吴朝晖院士提出了4点对未来脑机智能发展的趋势，即：

1. 信息交互手段从以电为主走向电、光磁、声等多手段综合；
2. 增强能力将逐步从行为增强到各种感知功能的增强、乃至高级认知功能的增强；
3. 脑机硬件往柔性、无线、微型化、高通量、低功耗等多种特性发展，其中Neuralink使这一趋势的代表企业；
4. 脑机智能近期有望在精神/神经疾病的诊断、治疗、康复等临床应用引领新技术的发展。

在报告的最后，吴朝晖院士坚定指出，从未来发展的角度来说，脑机智能一定是人工智能的重要组成部分，同时对生命科学领域也会有重大的作用。

吴朝晖，中国科学院院士、发展中国家科学院(TWAS)院士、浙江大学教授、IEEE/CAAI/CCF/CAA Fellow。现任中国共产党第十九届中央委员会候补委员，浙江大学校长、党委副书记。主要从事计算机领域研究。在服务计算方面，提出了复杂服务计算理论模型与方法，主持研制了复杂服务计算支撑平台，产生了重大经济与社会效益。在脑机融合的混合智能（Cyborg Intelligence）方面，提出了混合智能体系结构及脑在回路的信息处理模型；发明了多种脑机间智能交互、融合增强的技术方法，主持构建了听视觉增强的大鼠机器人等原型系统，产生了重要国际影响。作为第一完成人，曾获国家技术发明二等奖1项、国家科技进步二等奖1项、何梁何利科技创新奖，研究成果入选2016年中国高校十大科技进展。吴朝晖在服务计算方面，提出了复杂服务计算理论模型与方法，主持研制了复杂服务计算支撑平台。在脑机融合的混合智能（Cyborg Intelligence）方面，提出了混合智能体系结构及脑在回路的信息处理模型；发明了多种脑机间智能交互、融合增强的技术方法，主持构建了听视觉增强的大鼠机器人等原型系统。

撰稿人：黄标