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SAIL大奖柔性脑机接口:直面“三大难题”

2021-07-09 10:53:03来源:文汇报

作为2021世界人工智能大会(WAIC2021)的最高奖,SAIL奖结果昨天揭晓,能够独立完成科研任务的机器人科学家、能长期稳定链接生物脑与计算机的...

作为2021世界人工智能大会(WAIC2021)的最高奖,SAIL奖结果昨天揭晓,能够独立完成科研任务的“机器人科学家”、能长期稳定链接生物脑与计算机的柔性脑接口等5个项目一举夺魁。

今年的SAIL奖,其评审委员会集聚了全球人工智能(AI)领域具有影响力的科学家和企业家,致力于为人工智能树立引领未来发展的标杆。据介绍,本次SAIL奖以AI赋能城市数字化转型为切入点,追踪技术发展、产业赋能和治理进程,尤其关注“突破性创新”,以激励代表方向性技术突破和应用创新、正在或将要改变未来生活的AI项目不断涌现。最终获奖的5个项目很好地体现了这样的导向,让所有人耳目一新,为一探AI未来发展的潜能和魅力提供了难得的窗口。

机器人科学家:它发明了新材料

传统上,机械臂和机器人常常出现在工厂流水线旁,并以替代产业工人为职责。不过,英国利物浦大学的“机器人科学家”改变了这一面貌,为机器人赋予全新使命,使其能自主开展化学研究,制备新材料。

这是一款具有AI智能大脑的可移动机器人,和传统机械臂相比,它的“手”和“脑”功能更加平衡,因此可以胜任更复杂的任务。它部署在传统实验室里,能解决高度复杂的材料学研究课题,确切地说,机器人科学家的使命,并不是“将仪器自动化”,而是“将研究自动化”。它带有一条灵活的机械臂和定制的抓取器,可以操作多种实验室设备;它能安全地和人类研究者共处一室,会自行移动并避开障碍物。更重要的是,基于专门的算法模型,机器人科学家能自动推进研究,比如对初始的化学配方进行优化,在一个课题中,它最终筛选出了活性高6倍的光催化剂。

机器人科学家的出现,有助于推动实验室自动化的范式转变,展现出“AI+新材料合成”这种新研发模式的巨大前景。有分析认为,这项发明有望影响每年超过1.2万亿美元的全球研发市场。

柔性脑机接口:直面“三大难题”

脑机接口,简单来说,是指在人或动物的大脑与外部设备之间创建直接连接,从而实现生物脑与电子设备的信息交换。脑机接口是当前AI研究的热门领域,是认知重要脑功能、诊治重大脑疾病的核心关键技术,对于我国推进脑科学前沿研究、把握神经疾病和AI研究的主动权意义重大。

此次获SAIL大奖的“免开颅微创植入式高通量柔性脑机接口”项目,由中国科学院上海微系统与信息技术研究所研究团队完成。对脑机接口面临的三大难题——“带宽不足”“植入创伤大”“长期记录稳定性差”,它都给出了创新的技术方案。在带宽方面,团队已实现单电极器件集成2640通道的脑机接口器件;创伤方面,它在植入时无须开颅,只会留下一个不超过1毫米的小孔;加上这个团队创新研发了柔性植入、柔性电极技术,可最大限度避免对脑组织的伤害,并将在颅内连续稳定工作时间从过去的2个月左右延长到至少8个月。

为了满足实际应用需求,项目组在攻关柔性神经电极阵列的同时,也在加快完善其他配套技术,包括研发了能自动完成柔性电极微创植入手术的机器人、大规模神经信号编解码技术等。该团队希望能早日开展人脑验证,造福高位截瘫、渐冻症、失语症等患者,使得他们能用“意念”控制机械臂和键盘、合成语音,进而推动人脑与AI更好结合。

数据流AI芯片:首款“中国设计”

由深圳鲲云信息科技有限公司研发的CAISA,是全球首款可商用数据流AI芯片。它基于自主研发架构,大幅提升了芯片利用效率,在算力性价比、实测性能和处理延时等指标上实现了业界领先。目前,基于该芯片开发的多款数据流AI计算平台,已应用于智慧安监、智慧油田、智能制造、智慧电网等领域,大幅降低客户的AI应用落地成本,为底层AI算力支撑提供了新的选择,填补了国内数据流AI推断芯片领域的技术空白。

智能设计引擎:AI学会琴棋书画

琴棋书画是我国传统的“四艺”。在音乐合成、纹枰对弈等方面,AI已颇具风范,但它是否会书法、绘画、篆刻?浙江大学研发的“数字创意智能设计引擎”,就赋予AI更多艺术气息,有望进一步引爆大量新型应用,并将挖掘更多落地场景。

该项研究建设了一个高质量标注的传统文化基础素材库,包括国画(100万余幅)、篆刻(30万余印面)、书法(7万余字)、民族音乐(1万余段)等;同时,团队提出了视觉知识和AI多重知识表达的理论创新,使得AI可以自主在传统艺术宝库中从师习艺,由此构建传统文化元素的数字创意智能设计引擎,迄今已支撑7个智能设计模块。其中,“墨染”是AI辅助国画创作模块,“余音”可自动为短视频配乐,“点石”让AI学会篆刻,“兰亭”则实现了基于现有书法母本倒推原始的《兰亭集序》。

唯一获奖论文:展现中国AI面貌

今年有一篇学术论文获得SAIL大奖。这篇题为《新一代中国人工智能》的论文发表于国际权威刊物《自然·机器智能》,主要作者是三位年轻的AI研究者——朱明杰、吴飞、卢策吾。这是第一篇关于中国AI发展的全景综述,全景式介绍了中国新一代人工智能发展规划的形成和发展,指出了在基础研究、人才培养和伦理道德等方面所面临的挑战,文章所描绘的人工智能生态发展蓝图正在转变为中国当前人工智能技术发展的生动实践。

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