腦科學與類腦研究十四五規(guī)劃 腦科學與類腦研究市場調(diào)研報告

• 2021年11月26日 GuoMeng來源：互聯(lián)網(wǎng) 876 54
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作為交叉學科又有著廣闊的應用前景，腦科學與類腦研究已然成為國際重要前沿科學領(lǐng)域。腦科學研究是21世紀科學研究的前沿高地之一。當前，包括美國、歐盟在內(nèi)的世界先進國家和地區(qū)都在積極出臺腦科學計劃。十四五規(guī)劃明確指出，要瞄準腦科學、人工智能等前沿領(lǐng)域，實施一

腦科學與類腦研究十四五規(guī)劃 腦科學與類腦研究市場調(diào)研報告

作為交叉學科又有著廣闊的應用前景，腦科學與類腦研究已然成為國際重要前沿科學領(lǐng)域。腦科學研究是21世紀科學研究的前沿高地之一。當前，包括美國、歐盟在內(nèi)的世界先進國家和地區(qū)都在積極出臺腦科學計劃。十四五規(guī)劃明確指出，要瞄準腦科學、人工智能等前沿領(lǐng)域，實施一批具有前瞻性、戰(zhàn)略性的國家重大科技項目。

“腦科學與類腦科學研究”(Brain Science and Brain-Like Intelligence Technology)簡稱為“中國腦計劃”，主要有兩個研究方向：以探索大腦秘密、攻克大腦疾病為導向的腦科學研究以及以建立和發(fā)展人工智能技術(shù)為導向的類腦研究。

大腦是如何工作的

“中國腦計劃”主要解決大腦三個層面的認知問題：1)大腦對外界環(huán)境的感官認知，即探究人類對外界環(huán)境的感知，如人的注意力、學習、記憶以及決策制定等;2)對人類以及非人靈長類自我意識的認知，通過動物模型研究人類以及非人靈長類的自我意識、同情心以及意識的形成;3)對語言的認知，探究語法以及廣泛的句式結(jié)構(gòu)，用以研究人工智能技術(shù)。

人類大腦大約有1000億個神經(jīng)元，它們?nèi)绾芜B接以及連接錯誤導致精神錯亂或是出現(xiàn)嚴重的神經(jīng)性疾病，當前人類并沒有弄清楚其中的奧秘。緊接著，全球人口老齡化時代的到來，阿爾茨海默綜合癥、帕金森綜合癥以及亨廷頓綜合癥等神經(jīng)衰退性疾病日益成為人類的健康負擔，人類迫切地希望知道：大腦是如何工作的。

據(jù)中研普華研究報告《2021-2025年國內(nèi)外類腦計算技術(shù)發(fā)展研究及趨勢預測報告》分析

大腦是人類最重要的器官，理解大腦的結(jié)構(gòu)與功能是21世紀最具挑戰(zhàn)性的前沿科學問題。近年來，美國、歐盟、日本等國家(地區(qū))紛紛宣布啟動腦科學研究，即“腦計劃”;腦科學研究既對有效診斷和治療腦疾病有重要的臨床意義，還可推動新一代人工智能技術(shù)和新型信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。類腦計算是指利用數(shù)字電路、模擬電路、數(shù)模混合電路或新器件來仿真生物神經(jīng)元以及神經(jīng)元間的突觸連接，進而利用超大規(guī)模集成電路(Very Large Scale Integrated，VLSI)系統(tǒng)來模仿神經(jīng)系統(tǒng)中的神經(jīng)生物學結(jié)構(gòu)。和現(xiàn)有馮諾伊曼體系結(jié)構(gòu) 計算與存儲分離的特點相對，類腦計算中的神經(jīng)元結(jié)構(gòu)既有計算能力，也有存儲能力。類腦計算的這種特點從根本上消除了馮諾伊曼體系結(jié)構(gòu)的“存儲墻”問題。通過對類腦計算進行研究，能夠更好地理解腦計算模型，為實現(xiàn)類腦智能提供路徑。

SNN也被稱為第三代神經(jīng)網(wǎng)絡，是人工智能領(lǐng)域機器學習算法的一種，是計算機科學與生物神經(jīng)科學交叉而成的新興學科。相比于傳統(tǒng)的ANN，如各種深度學習網(wǎng)絡，SNN實現(xiàn)了更高級的生物神經(jīng)元模擬水平，更容易模擬人腦低功耗高性能的處理方式，是信息技術(shù)向智能化發(fā)展的重點研究方向。與ANN相比，SNN有諸多優(yōu)良特性，在實現(xiàn)低功耗、高性能的智能系統(tǒng)上潛力巨大。類腦計算研究涉及的領(lǐng)域范圍廣泛，包括材料科學、神經(jīng)科學、電氣工程、計算機工程和計算機科學等。材料科學家研究、制造和表征可用于類腦器件的新材料，重點是展示與生物神經(jīng)系統(tǒng)相似特性的材料。神經(jīng)科學家提供可能在類腦計算意義上有用的新知識，并利用類腦計算系統(tǒng)來模擬和研究生物神經(jīng)系統(tǒng)。電子和計算機工程師利用模擬電路、數(shù)字電路、數(shù)?；旌想娐泛推骷順?gòu)造系統(tǒng)，模擬神經(jīng)系統(tǒng)的運行過程，開發(fā)由生物啟發(fā)的類腦計算系統(tǒng)。類腦計算系統(tǒng)的研究涉及到類腦處理器微體系結(jié)構(gòu)技術(shù)、體系結(jié)構(gòu)技術(shù)、類腦處理器配套的軟件工具鏈和基于脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡的算法等研究領(lǐng)域。

國內(nèi)外類腦計算技術(shù)發(fā)展研究

在現(xiàn)階段的社會發(fā)展過程中計算機科學技術(shù)在社會中的應用具有極大的社會現(xiàn)實含義，不僅其在加速社會經(jīng)濟的道路上起到了積極的作用。計算機技術(shù)在發(fā)展的同時帶動經(jīng)濟社會的進步。由于傳統(tǒng)的計算機科學沒有相關(guān)的技術(shù)信息支撐，當代的發(fā)展方向是積極向前的、相互融合的。不過由于當代社會信息的共享性還有待于提高到新的階段，-些方面的信息受到一定的局限和壟斷性。伴隨著越來越普遍的計算機科學在全世界范圍內(nèi)的迅猛發(fā)展，信息將可以被方便快捷的進行傳播，有理由相信計算機技術(shù)將會帶動社會經(jīng)濟更好發(fā)展，其對經(jīng)濟的發(fā)展將起到積極有效的作用。

許多新興的類腦芯片在SNN計算中顯示出巨大的潛力。 例如浙江大學的達爾文芯片，其目標是嵌入式低功耗應用。蘇黎世大學研究人員開發(fā)的DYNAP-SEL結(jié)合了異步數(shù)字邏輯和模擬電路，以實現(xiàn)模擬SNN實現(xiàn)。 清華大學的研究人員成功設(shè)計了混合型天機芯片 ，該混合型既可以實現(xiàn)常規(guī)神經(jīng)網(wǎng)絡又可以實現(xiàn)SNN。

未來類腦計算技術(shù)行業(yè)投資機會在哪?如需了解更多市場具體詳情可以點擊查看中研普華研究報告《2021-2025年國內(nèi)外類腦計算技術(shù)發(fā)展研究及趨勢預測報告》。

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  2021-2025年國內(nèi)外類腦計算技術(shù)發(fā)展研究及趨勢預測報告

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