给互联网或物联网加个“大脑”,将引发怎样的革命?

摘要: 如果把“大脑”加进了互联网或者物联网,让它具备“智能”,这样的“脑联网”将会带来意想不到的革命性的变化。

互联网发展到今天,已经成为人们重要的生活方式,在网上可以与朋友聊天、阅读新闻、查询各种信息和资料、玩游戏、购物、看电影等等。对很多人来说,如果一天没有网络,日子就会变得非常无聊、难捱。

新一波的“物联网”是互联网的进一步扩展,把各种各样的“物体”和器件连上网,从而可以使人们远程控制这些物体和器件,也可以得到它们所感知、所收集到的各种数据,如图像、温度、湿度等等。

现在最热门的一个词是“互联网+”,意味着把互联网与各行各业实体经济联系在一起,线上线下发挥出更好的经济效益。“互联网+”只是想利用互联网做更多的事,但没有去想改变互联网本身或增强互联网本身的功能。

不管是互联网也好,物联网也好,都把外部世界的人和物连接起来了,但是还缺乏一个最关键的东西——会思考、会分析、会做决策的大脑。应该说互联网比物联网还好一点,因为在互联网的节点上(如网站)有时还有人在操纵、在分析,从而也体现了一定的“脑互联”的作用,而一般的物联网就基本上是四肢发达的“无脑儿”了。

互联网发展这么多年来,强调的无非是从网速、带宽、流量等方面提高质量,这些仅仅是加大了传输“管道”的容量而已。或者把连接对象从“人”扩大到了“物”,或者使用“互联网+”以及“O2O”等来对互联网的应用领域做横向扩充。但是,对网络本身来说,一直没有具备再高一个层面的特性,那就是“智能”。如果把“大脑”加进了互联网或者物联网,让它具备“智能”,这样的“脑联网”将会带来意想不到的革命性的变化。

脑联网将如何改变我们的生活?

我们在日常生活中,可能会遇到的场景:在炉子上煮着菜,突然听到孩子的哭声,就跑去另一个房间照顾小孩,等哄完孩子再赶紧到厨房,菜却已经完全煮干了,整个厨房一股焦烟味。

如果有了“脑联网”,你的行为(走路路径)及表情,都会被房间里各种器具(包括床、椅子、沙发、橱等)所感知和记录,并进行实时分析。而厨房的冰箱、炉子、锅子全部都连网,当炉子超过一定温度、锅子发生干烧的时候,会发出信号给穿戴在你身上的“可穿戴”设备进行报警,同时自动把炉子关上(“执行器”发生作用)。

另一个生活场景:晚上,你吃了晚饭后斜躺在沙发上看电视,因为一天工作太累了,看着看着就倒在沙发上睡着了。等早上醒来,发现电视机还开着,自己身上什么被子都没盖,感觉喉咙痛,开始不断咳嗽。

如果有了“脑联网”,房间里的沙发、冰箱、电视机、空调等等都会感知到你的体形动作、你的走动情况、你的声音,甚至你的表情,然后会进行分析和“思考”。见到你已经倒下睡着,“脑联网”就认为你有了睡意,就会把房间里的热空调打开并调整到合适的温度,电视机也会自动关掉,沙发也会慢慢展开铺平变成一张床,让你舒舒服服一直睡到天亮。

再来看看住房外面的情形。在大城市里,经常遇到的烦恼是堵车。如果每一辆车都能连网(车联网),每一个红绿灯都连网,每一位司机、交通警察甚至街上走的每一位行人都带有传感器并连上网,网上对这些“大数据”进行实时自动分析,这就是“脑联网”的作用和功能。当你出行准备到某个目的地时,这个“脑联网”就会准确地告诉你,走哪条路线现在不会堵车,从而大大节省了你的时间和精力。

如何把互联网升级为“脑联网”?

随着人们对于脑科学研究的不断深入,对人脑的许多机理也已有了深刻认识。例如,人的学习功能已经有了很好的数学模型,可以有效用于如“深度学习”和“神经网络”等人工智能技术上面,而这些正是“脑联网”的核心技术之一。

如何把目前的互联网升级为脑联网?那就要从网络架构上作出新的设计,要把下列这些主要部分“嵌入”在里面:

  • 传感部分:直接从周边的物理世界“感知”到各种变化,不管是感知到亮度还是感知到运动,不管是感知到空气还是感知到人群;
  • 分析部分:对于感知到的数据进行分类,这要用到“学习”功能,然后对大量数据进行统计和分析;
  • 评价部分:通过用户和社交网络所连接的人群(如微信的朋友圈)得到评价和反馈;
  • 决策部分:通过得到的分析和评价来进行推理、优化和计划,然后在众多的选择(可以有几个,也可能成千上万个)中作出决策。
  • 执行部分:执行作出的决策,如关断空调、在自动驾驶的车辆中刹车制动等等。

这里面最重要的是分析部分。网络采集到的海量数据,如果不进行分析,那都是没有什么价值的。例如,现在大街上到处装了摄像头,但每天采集到的“大数据”,都是些噪声,以及杂七杂八、五颜六色、来来往往的车辆和行人,天天如此,不能体现出真正的价值。一旦要搜寻某个人或者某辆车,那就要么用“人脑”来分析,即把数据进行回放,用人眼一张一张比对;或者是使用图像识别软件进行自动比对,这也是利用了一种形式的“脑”,只不过精确度与人脑相比还有较大差距。

这样的一种“识别软件”,可以看做是一种“分析”。但是,在“脑联网”中,情况还要复杂很多。例如,要分析的一般不仅仅是图像或视频,还有各种文字、声音等等。还要把多个或者多种性质完全不同的传感器采集的数据组合到一块。这不单单是数据的线性叠加,还要经过很多复杂的运算。

通过“分析”,体现出了数据的价值。分析的过程还涉及到知识覆盖、语义理解、上下文理解(如昨天采集的数据和今天采集的数据之间的关系)等,需要使用专门的非线性算法。这些“学习”算法现在还很耗费时间,因为往往还要对数据进行反复“训练”。因此,要达到“实时”运算是一个很大的挑战。

建立脑联网,需尽量减低算法复杂度和硬件复杂度,还要减低硬件的功率消耗。因为人脑类似于一个并行计算的计算机,要做脑联网,那就得尽可能“仿脑”。只有通过“仿脑”,才能大大降低运算时间。可惜目前的电脑架构都不是“并行”模式,都是“串行”运算。要模仿并行计算,还有一个办法是“分布式”计算,即使用海量计算单元,并且都嵌入在“脑联网”里面,同时地进行运算。

当然,更好的办法是把海量计算单元集成到一小片芯片里面去。现在的智能手机,有的已经有8个CPU核,那是否把CPU核的数量增加到100个、1000个甚至1万个同时来进行运算?或者干脆按照人脑神经元的原理,做成一片含有海量神经元的芯片?这些并不是仅仅是设想和空想,而是已经实实在在出现在研究机构的实验室里了。

但是,目前这种半导体芯片的耗电还很大,满足不了像大部分网络终端(如智能手机、可穿戴器件等)耗电极小的需求。只有到未来,新的超低功耗晶体管技术出现并大规模产业化之后,这样的“仿脑芯片”才有可能得到大规模应用,才有可能在网络里嵌入海量的这种“仿脑芯片”,把“脑联网”推到一个更接近人脑的新高度。

大脑连大脑,将开辟脑联网的新领域

对于科幻小说而言,那种认为人类的大脑可以通过某种神经网络互连已是旧闻。我们经常看到电影、小说等,在那里神经网络是故事的重点。虽然在现实生活中,它听起来似是而非是理论上的一个概念,但实践上尚未得到证实。

最近,国外一所大学的研究人员提出了“大脑连大脑”——真正的“脑联网”的概念。通过连接多个动物的大脑,做了一个通过脑脑接口交换信息的网络。研究人员成功连接的4个老鼠的大脑已经确凿表明,这样的安排能够比单独大脑执行任务更迅速,更有效率。

研究团队使用两组电极连接鼠脑,发送相同的指令给每个大脑。为了训练老鼠,研究小组采用正向强化的方法,那里的大鼠每次成功尝试听从了指令后,即给予水作为奖励。最初,老鼠完成任务有点麻烦,但试了几次后,他们开始在协调反应上得到提高,成功率提高到了惊人的87%。

通过对老鼠的成功激励,研究人员随后又使用相同的设置连接两个灵长类动物。猴子习惯了被相互连接后,在协调反应上也有提高,完成任务的成功率再次大幅上涨。在这老鼠和灵长类动物两种情况下,互联大脑的网络比单一的动物试图让它独自完成任务更快、更有效。

这项研究表明,确实存在人类大脑可以连接在一起的可能性。如果人类大脑的确可以连接,那么“脑联网”肯定会开辟出研究和开发的新领域,也会进一步帮助神经学科学家揭开人类大脑的秘密。事实上,它甚至可以重塑世界,因为它不但在机器和设备里装有了“大脑”,在互联网里有了大脑,还将把人类的大脑连接在一起,使人类本身的智慧真正发挥到极致。

大脑是思维知觉的中枢,是人类一切行为的总指挥。当大脑进入网络系统,当然更会发挥总指挥的作用。可以预料,“脑联网”将带来一场跨界、跨领域以及跨产业的新的革命,它将带给我们无限的商机,大大提高我们的认知能力和工作效率,也将彻底改变我们的生活习惯和生活方式。(本文来自BT传媒·《商业价值》杂志2016年3月刊,网络独家首发钛媒体)

本文系作者 张臣雄 授权钛媒体发表,并经钛媒体编辑,转载请注明出处、作者和本文链接
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张臣雄
张臣雄

评论(1

  • Superbonic Superbonic 2016-03-07 21:48 via iphone

    不想人类灭亡就别这么干

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Oh! no

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