互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展到今天,已經(jīng)成為人們重要的生活方式,在網(wǎng)上可以與朋友聊天、閱讀新聞、查詢各種信息和資料、玩游戲、購物、看電影等等。對(duì)很多人來說,如果一天沒有網(wǎng)絡(luò),日子就會(huì)變得非常無聊、難捱。
新一波的“物聯(lián)網(wǎng)”是互聯(lián)網(wǎng)的進(jìn)一步擴(kuò)展,把各種各樣的“物體”和器件連上網(wǎng),從而可以使人們遠(yuǎn)程控制這些物體和器件,也可以得到它們所感知、所收集到的各種數(shù)據(jù),如圖像、溫度、濕度等等。
現(xiàn)在最熱門的一個(gè)詞是“互聯(lián)網(wǎng)+”,意味著把互聯(lián)網(wǎng)與各行各業(yè)實(shí)體經(jīng)濟(jì)聯(lián)系在一起,線上線下發(fā)揮出更好的經(jīng)濟(jì)效益。“互聯(lián)網(wǎng)+”只是想利用互聯(lián)網(wǎng)做更多的事,但沒有去想改變互聯(lián)網(wǎng)本身或增強(qiáng)互聯(lián)網(wǎng)本身的功能。
不管是互聯(lián)網(wǎng)也好,物聯(lián)網(wǎng)也好,都把外部世界的人和物連接起來了,但是還缺乏一個(gè)最關(guān)鍵的東西——會(huì)思考、會(huì)分析、會(huì)做決策的大腦。應(yīng)該說互聯(lián)網(wǎng)比物聯(lián)網(wǎng)還好一點(diǎn),因?yàn)樵诨ヂ?lián)網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)上(如網(wǎng)站)有時(shí)還有人在操縱、在分析,從而也體現(xiàn)了一定的“腦互聯(lián)”的作用,而一般的物聯(lián)網(wǎng)就基本上是四肢發(fā)達(dá)的“無腦兒”了。
互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展這么多年來,強(qiáng)調(diào)的無非是從網(wǎng)速、帶寬、流量等方面提高質(zhì)量,這些僅僅是加大了傳輸“管道”的容量而已。或者把連接對(duì)象從“人”擴(kuò)大到了“物”,或者使用“互聯(lián)網(wǎng)+”以及“O2O”等來對(duì)互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用領(lǐng)域做橫向擴(kuò)充。但是,對(duì)網(wǎng)絡(luò)本身來說,一直沒有具備再高一個(gè)層面的特性,那就是“智能”。如果把“大腦”加進(jìn)了互聯(lián)網(wǎng)或者物聯(lián)網(wǎng),讓它具備“智能”,這樣的“腦聯(lián)網(wǎng)”將會(huì)帶來意想不到的革命性的變化。
腦聯(lián)網(wǎng)將如何改變我們的生活?
我們?cè)谌粘I钪?,可能?huì)遇到的場景:在爐子上煮著菜,突然聽到孩子的哭聲,就跑去另一個(gè)房間照顧小孩,等哄完孩子再趕緊到廚房,菜卻已經(jīng)完全煮干了,整個(gè)廚房一股焦煙味。
如果有了“腦聯(lián)網(wǎng)”,你的行為(走路路徑)及表情,都會(huì)被房間里各種器具(包括床、椅子、沙發(fā)、櫥等)所感知和記錄,并進(jìn)行實(shí)時(shí)分析。而廚房的冰箱、爐子、鍋?zhàn)尤慷歼B網(wǎng),當(dāng)爐子超過一定溫度、鍋?zhàn)影l(fā)生干燒的時(shí)候,會(huì)發(fā)出信號(hào)給穿戴在你身上的“可穿戴”設(shè)備進(jìn)行報(bào)警,同時(shí)自動(dòng)把爐子關(guān)上(“執(zhí)行器”發(fā)生作用)。
另一個(gè)生活場景:晚上,你吃了晚飯后斜躺在沙發(fā)上看電視,因?yàn)橐惶旃ぷ魈哿?,看著看著就倒在沙發(fā)上睡著了。等早上醒來,發(fā)現(xiàn)電視機(jī)還開著,自己身上什么被子都沒蓋,感覺喉嚨痛,開始不斷咳嗽。
如果有了“腦聯(lián)網(wǎng)”,房間里的沙發(fā)、冰箱、電視機(jī)、空調(diào)等等都會(huì)感知到你的體形動(dòng)作、你的走動(dòng)情況、你的聲音,甚至你的表情,然后會(huì)進(jìn)行分析和“思考”。見到你已經(jīng)倒下睡著,“腦聯(lián)網(wǎng)”就認(rèn)為你有了睡意,就會(huì)把房間里的熱空調(diào)打開并調(diào)整到合適的溫度,電視機(jī)也會(huì)自動(dòng)關(guān)掉,沙發(fā)也會(huì)慢慢展開鋪平變成一張床,讓你舒舒服服一直睡到天亮。
再來看看住房外面的情形。在大城市里,經(jīng)常遇到的煩惱是堵車。如果每一輛車都能連網(wǎng)(車聯(lián)網(wǎng)),每一個(gè)紅綠燈都連網(wǎng),每一位司機(jī)、交通警察甚至街上走的每一位行人都帶有傳感器并連上網(wǎng),網(wǎng)上對(duì)這些“大數(shù)據(jù)”進(jìn)行實(shí)時(shí)自動(dòng)分析,這就是“腦聯(lián)網(wǎng)”的作用和功能。當(dāng)你出行準(zhǔn)備到某個(gè)目的地時(shí),這個(gè)“腦聯(lián)網(wǎng)”就會(huì)準(zhǔn)確地告訴你,走哪條路線現(xiàn)在不會(huì)堵車,從而大大節(jié)省了你的時(shí)間和精力。
如何把互聯(lián)網(wǎng)升級(jí)為“腦聯(lián)網(wǎng)”?
隨著人們對(duì)于腦科學(xué)研究的不斷深入,對(duì)人腦的許多機(jī)理也已有了深刻認(rèn)識(shí)。例如,人的學(xué)習(xí)功能已經(jīng)有了很好的數(shù)學(xué)模型,可以有效用于如“深度學(xué)習(xí)”和“神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”等人工智能技術(shù)上面,而這些正是“腦聯(lián)網(wǎng)”的核心技術(shù)之一。
如何把目前的互聯(lián)網(wǎng)升級(jí)為腦聯(lián)網(wǎng)?那就要從網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)上作出新的設(shè)計(jì),要把下列這些主要部分“嵌入”在里面:
傳感部分:直接從周邊的物理世界“感知”到各種變化,不管是感知到亮度還是感知到運(yùn)動(dòng),不管是感知到空氣還是感知到人群;
分析部分:對(duì)于感知到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分類,這要用到“學(xué)習(xí)”功能,然后對(duì)大量數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析;
評(píng)價(jià)部分:通過用戶和社交網(wǎng)絡(luò)所連接的人群(如微信的朋友圈)得到評(píng)價(jià)和反饋;
決策部分:通過得到的分析和評(píng)價(jià)來進(jìn)行推理、優(yōu)化和計(jì)劃,然后在眾多的選擇(可以有幾個(gè),也可能成千上萬個(gè))中作出決策。
執(zhí)行部分:執(zhí)行作出的決策,如關(guān)斷空調(diào)、在自動(dòng)駕駛的車輛中剎車制動(dòng)等等。
這里面最重要的是分析部分。網(wǎng)絡(luò)采集到的海量數(shù)據(jù),如果不進(jìn)行分析,那都是沒有什么價(jià)值的。例如,現(xiàn)在大街上到處裝了攝像頭,但每天采集到的“大數(shù)據(jù)”,都是些噪聲,以及雜七雜八、五顏六色、來來往往的車輛和行人,天天如此,不能體現(xiàn)出真正的價(jià)值。一旦要搜尋某個(gè)人或者某輛車,那就要么用“人腦”來分析,即把數(shù)據(jù)進(jìn)行回放,用人眼一張一張比對(duì);或者是使用圖像識(shí)別軟件進(jìn)行自動(dòng)比對(duì),這也是利用了一種形式的“腦”,只不過精確度與人腦相比還有較大差距。
這樣的一種“識(shí)別軟件”,可以看做是一種“分析”。但是,在“腦聯(lián)網(wǎng)”中,情況還要復(fù)雜很多。例如,要分析的一般不僅僅是圖像或視頻,還有各種文字、聲音等等。還要把多個(gè)或者多種性質(zhì)完全不同的傳感器采集的數(shù)據(jù)組合到一塊。這不單單是數(shù)據(jù)的線性疊加,還要經(jīng)過很多復(fù)雜的運(yùn)算。
通過“分析”,體現(xiàn)出了數(shù)據(jù)的價(jià)值。分析的過程還涉及到知識(shí)覆蓋、語義理解、上下文理解(如昨天采集的數(shù)據(jù)和今天采集的數(shù)據(jù)之間的關(guān)系)等,需要使用專門的非線性算法。這些“學(xué)習(xí)”算法現(xiàn)在還很耗費(fèi)時(shí)間,因?yàn)橥€要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行反復(fù)“訓(xùn)練”。因此,要達(dá)到“實(shí)時(shí)”運(yùn)算是一個(gè)很大的挑戰(zhàn)。
建立腦聯(lián)網(wǎng),需盡量減低算法復(fù)雜度和硬件復(fù)雜度,還要減低硬件的功率消耗。因?yàn)槿四X類似于一個(gè)并行計(jì)算的計(jì)算機(jī),要做腦聯(lián)網(wǎng),那就得盡可能“仿腦”。只有通過“仿腦”,才能大大降低運(yùn)算時(shí)間。可惜目前的電腦架構(gòu)都不是“并行”模式,都是“串行”運(yùn)算。要模仿并行計(jì)算,還有一個(gè)辦法是“分布式”計(jì)算,即使用海量計(jì)算單元,并且都嵌入在“腦聯(lián)網(wǎng)”里面,同時(shí)地進(jìn)行運(yùn)算。
當(dāng)然,更好的辦法是把海量計(jì)算單元集成到一小片芯片里面去?,F(xiàn)在的智能手機(jī),有的已經(jīng)有8個(gè)CPU核,那是否把CPU核的數(shù)量增加到100個(gè)、1000個(gè)甚至1萬個(gè)同時(shí)來進(jìn)行運(yùn)算?或者干脆按照人腦神經(jīng)元的原理,做成一片含有海量神經(jīng)元的芯片?這些并不是僅僅是設(shè)想和空想,而是已經(jīng)實(shí)實(shí)在在出現(xiàn)在研究機(jī)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)室里了。
但是,目前這種半導(dǎo)體芯片的耗電還很大,滿足不了像大部分網(wǎng)絡(luò)終端(如智能手機(jī)、可穿戴器件等)耗電極小的需求。只有到未來,新的超低功耗晶體管技術(shù)出現(xiàn)并大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化之后,這樣的“仿腦芯片”才有可能得到大規(guī)模應(yīng)用,才有可能在網(wǎng)絡(luò)里嵌入海量的這種“仿腦芯片”,把“腦聯(lián)網(wǎng)”推到一個(gè)更接近人腦的新高度。
大腦連大腦,將開辟腦聯(lián)網(wǎng)的新領(lǐng)域
對(duì)于科幻小說而言,那種認(rèn)為人類的大腦可以通過某種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)互連已是舊聞。我們經(jīng)常看到電影、小說等,在那里神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是故事的重點(diǎn)。雖然在現(xiàn)實(shí)生活中,它聽起來似是而非是理論上的一個(gè)概念,但實(shí)踐上尚未得到證實(shí)。
最近,國外一所大學(xué)的研究人員提出了“大腦連大腦”——真正的“腦聯(lián)網(wǎng)”的概念。通過連接多個(gè)動(dòng)物的大腦,做了一個(gè)通過腦腦接口交換信息的網(wǎng)絡(luò)。研究人員成功連接的4個(gè)老鼠的大腦已經(jīng)確鑿表明,這樣的安排能夠比單獨(dú)大腦執(zhí)行任務(wù)更迅速,更有效率。
研究團(tuán)隊(duì)使用兩組電極連接鼠腦,發(fā)送相同的指令給每個(gè)大腦。為了訓(xùn)練老鼠,研究小組采用正向強(qiáng)化的方法,那里的大鼠每次成功嘗試聽從了指令后,即給予水作為獎(jiǎng)勵(lì)。最初,老鼠完成任務(wù)有點(diǎn)麻煩,但試了幾次后,他們開始在協(xié)調(diào)反應(yīng)上得到提高,成功率提高到了驚人的87%。
通過對(duì)老鼠的成功激勵(lì),研究人員隨后又使用相同的設(shè)置連接兩個(gè)靈長類動(dòng)物。猴子習(xí)慣了被相互連接后,在協(xié)調(diào)反應(yīng)上也有提高,完成任務(wù)的成功率再次大幅上漲。在這老鼠和靈長類動(dòng)物兩種情況下,互聯(lián)大腦的網(wǎng)絡(luò)比單一的動(dòng)物試圖讓它獨(dú)自完成任務(wù)更快、更有效。
這項(xiàng)研究表明,確實(shí)存在人類大腦可以連接在一起的可能性。如果人類大腦的確可以連接,那么“腦聯(lián)網(wǎng)”肯定會(huì)開辟出研究和開發(fā)的新領(lǐng)域,也會(huì)進(jìn)一步幫助神經(jīng)學(xué)科學(xué)家揭開人類大腦的秘密。事實(shí)上,它甚至可以重塑世界,因?yàn)樗坏跈C(jī)器和設(shè)備里裝有了“大腦”,在互聯(lián)網(wǎng)里有了大腦,還將把人類的大腦連接在一起,使人類本身的智慧真正發(fā)揮到極致。
大腦是思維知覺的中樞,是人類一切行為的總指揮。當(dāng)大腦進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),當(dāng)然更會(huì)發(fā)揮總指揮的作用??梢灶A(yù)料,“腦聯(lián)網(wǎng)”將帶來一場跨界、跨領(lǐng)域以及跨產(chǎn)業(yè)的新的革命,它將帶給我們無限的商機(jī),大大提高我們的認(rèn)知能力和工作效率,也將徹底改變我們的生活習(xí)慣和生活方式。