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人工智能与脑科学相互促进 迎接人机共融时代

人工智能与脑科学相互促进 迎接人机共融时代
2021-12-05 09:54:04 来源:中国科学报
咪乐|直播|app|二维码 爱尔兰、荷兰和卢森堡通常都对这种变化持保留态度:很多网络巨头的欧洲总部都设在这些国家,可以给它们创造就业机会和财富。

当今时代,机器人已经在很多领域普及应用。2021世界机器人大会的展厅里,展示了多种机器人在工业、教育、康养等方面的应用场景。那么,未来机器人有哪些新前景?如何才能让机器人更智能?机器人与人类如何开展更高效的沟通交流?

在9月12日举行的2021世界机器人大会“未来峰会”新前景主论坛上,国内外专家就上述问题展开热烈的交流探讨。与会专家表示,随着未来机器智能的快速发展,“人机共融”成为重要趋势,人类将迎来人机共融的未来时代。

人工智能与脑科学相互促进

近年来,我国积极部署重大科研项目,就“脑科学与类脑智能”组织科研力量开展深入攻关。在有关项目支持下,中国科学院院士蒲慕明正在开展基础神经科学方面的研究探索。

“在基础研究方面,我们要研究脑认知功能与神经基础,以期对脑科学与类脑智能两个方向的应用研究作出贡献。”蒲慕明在当天的峰会报告中说。

人工智能的研究成果正在有力支撑脑科学研究。蒲慕明介绍,到现在为止,绝大多数脑疾病机理人类并不清楚,但血液和脑积液分子、脑影像数据、脑功能检测指标等技术进步,为脑功能和脑疾病研究提供了重要帮助。

近年来,脑机智能技术是研究热点之一。在大脑与机器融合方面,研究人员开展了脑机接口和脑机融合的各种方法、模型研究,如运用光、电、磁、超声等,期待这些脑机接口可以运用于调控大脑的活动。

脑科学的发展,也在促进这些脑机智能技术的进步。蒲慕明表示,在脑神经突刺及导电等方面的研究,将为脑机接口提供重要的依据。

“在未来,双向的脑机接口,一是接入,一是调控。这种闭环式、反馈式的脑机接口调控技术,是脑机智能领域的重要前景。”蒲慕明说。

此外,脑机智能技术还依赖大数据处理技术的发展。蒲慕明表示:“人类是怎样处理大数据、有效处理外界信息的?是否可以从中获得信息处理的新机制、新算法、新理论?这些都是这个领域需要关注的内容。”

“人机共融一定程度上就是脑和机的共融,脑机接口是实现人机共融的方式。”国防科技大学教授周宗潭在峰会上说。

周宗潭表示,现在人们已经跨入“非切入的脑机接口时代”,脑机之间响应时间已经极大缩短,这对脑机接口来说是一个很大的突破。

“随着人机共融时代的到来,希望无损脑机接口能让残障人士、普通人可以所想即所得。”周宗潭表示,人机共融正在逐步进入稍微高级的阶段。

为人机交互提供通路

今年7月4日和8月20日,我国在轨的3名航天员完美完成了两次出舱任务。而这很大程度上依靠我国空间站机械臂的支持。在中国航天科技集团公司五院研究员胡成威看来,空间站是人机共存、人机交互、人机协同、人机共融的一个典型代表。

在西安电子科技大学副校长石光明看来,“多智能体之间的相互协同操作是非常重要的,包括机和机之间、人和人之间、人与机之间的操作。”

人类已经进入工业4.0时代,这个时代最多就是智能机器人的协同操作。这与传统工业自动化最大的不同是,我们面临着大量个性化的生产模式,要求机器人具有很好的智能性。

“工业制造中的这些新特点,要求机器人从过去的自动化生产变成能够适应动态环境的变化,比如产能、品种、电力波动、原材料的变化等。” 石光明认为,适应这个变化过程,各个机器人之间要相互协调。

石光明介绍,协同操作最离不开的是信息交流。随着5G技术的发展,人机之间、机器之间的信息交流极大缩短。5G的大容量、广连接、低延迟特点,极大解决了信息传递的延时问题。

但5G传输并不涉及传递信息的内容。石光明表示,要加强语义通讯的发展。“传统通讯是从信号到信号的传递,语义通讯是内容上的传递,先理解再传递。”

而随着人机交互技术的发展,未来航天活动也会变得更加智能。在胡成威看来,空间领域人机应该从人和机两方面发展,例如航天服会变得更加智能,单臂机械臂也会往“仿人形”方向发展。

“人机共存、共生或者共融,是随着人工智能的发展而发展的,在人机交互过程中,人可能会成为双方之间的瓶颈。”北京理工大学教授王涌天表示,积极发展增强现实等技术,可能是今后终极的人机交互界面或者人机交互手段。

加强学科交叉

随着机器人应用场景的不断丰富,学科交叉成为重要的趋势和手段。

苏州大学机电学院院长孙立宁指出,机器人技术发展要从工科内部结合,更重要的是与生命科学、纳米科学、材料科学相结合,进而与当前的人工智能技术、互联网技术和大数据技术结合,使得机器人不断向高性能、智能化方向发展。

“比如跟生命科学结合,可以产生仿生机器人,应用于生命科学,又产生了医疗机器人;跟纳米技术结合,产生了微纳米机器人。”孙立宁举例介绍。

再如,未来随着老龄化社会到来,机器人在假肢、老年陪护和家居等方面都有很好的应用前景,人工心脏、人工视网膜、人工耳蜗以及进入血管和细胞里面的机器人,都会对人们产生重要影响。

“认知科学和神经科学的发展,也在促进学科交叉。”孙立宁表示,在脑机接口方面,目前采用的脑红外、脑电、机电等外部信号通过特征提取、识别和相关分析,可以控制机械手和机械腿。这是典型的认知科学、生命科学和机器人的结合。

清华大学教授史元春表示,学科交叉创新需要很坚实的理论基础支撑,未来人机共生的研究空间、发展空间非常大。(作者:科信)

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