類腦計(jì)算如何進(jìn)行商業(yè)化? 類腦計(jì)算行業(yè)市場潛力分析

• 吳澳燕 2023年9月25日 來源：互聯(lián)網(wǎng) 311 13
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類腦計(jì)算的研究大致可以分為神經(jīng)科學(xué)的研究(特別是大腦信息處理基本原理的研究)，類腦計(jì)算硬件的研究和類腦處理算法的研究三方面。而基于這三個(gè)方面，類腦智能計(jì)算的未來發(fā)展重點(diǎn)有機(jī)器學(xué)習(xí)、類腦智能機(jī)器人、神經(jīng)形態(tài)硬件等方向。

我國已形成體系較完整、規(guī)模體量龐大、創(chuàng)新活躍的計(jì)算產(chǎn)業(yè)。2022年，計(jì)算產(chǎn)業(yè)規(guī)模達(dá)2.6萬億元，近六年累計(jì)出貨超過2091萬臺(tái)通用服務(wù)器、82萬臺(tái)AI服務(wù)器，計(jì)算技術(shù)國內(nèi)有效發(fā)明專利數(shù)量位列各行業(yè)分類第一。

當(dāng)前，計(jì)算技術(shù)和計(jì)算產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新活躍，成為驅(qū)動(dòng)全面數(shù)字化變革的關(guān)鍵力量。以異構(gòu)計(jì)算、智能計(jì)算、量子計(jì)算等為代表的先進(jìn)計(jì)算已演進(jìn)到質(zhì)變的關(guān)鍵階段，計(jì)算產(chǎn)業(yè)展現(xiàn)出強(qiáng)大的活力和不可估量的潛力。

類腦計(jì)算又被稱為神經(jīng)形態(tài)計(jì)算，是借鑒生物神經(jīng)系統(tǒng)信息處理模式和結(jié)構(gòu)的計(jì)算理論、體系結(jié)構(gòu)、芯片設(shè)計(jì)以及應(yīng)用模型與算法的總稱。

類腦計(jì)算，不同于傳統(tǒng)馮諾依曼存算分離的特性，基于仿生的脈沖神經(jīng)元實(shí)現(xiàn)信息的高效處理，具有低功耗、低延遲的技術(shù)優(yōu)勢，是打破“內(nèi)存墻”的潛在技術(shù)之一，其在對功耗、延遲敏感的邊緣計(jì)算領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值和潛力。

根據(jù)中研普華產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2023-2028年中國類腦計(jì)算行業(yè)深度分析與發(fā)展前景預(yù)測報(bào)告》顯示：

隨著大腦成像、腦機(jī)交互、生物傳感、大數(shù)據(jù)處理等新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，腦科學(xué)與計(jì)算技術(shù)、人工智能、納米材料、認(rèn)知心理等學(xué)科的交叉融合，正醞釀著重大理論與技術(shù)突破，類腦研究上升為國家的科技戰(zhàn)略重點(diǎn)?？茖W(xué)界認(rèn)為，類腦研究為認(rèn)知腦打開了一扇全新的窗口，有望推動(dòng)新一輪智能技術(shù)革命。

目前人工智能的主流研究思路有兩種。一種是從計(jì)算機(jī)科學(xué)的角度出發(fā)，借鑒大腦的分層處理機(jī)制與學(xué)習(xí)訓(xùn)練特性，基于馮·諾依曼架構(gòu)的計(jì)算機(jī)和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與深度學(xué)習(xí)方法;另一種是從腦科學(xué)研究出發(fā)，采用納米級(jí)別的器件模擬生物神經(jīng)元和突觸的信息處理特性，采用非馮·諾依曼架構(gòu)的神經(jīng)形態(tài)芯片和脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。兩個(gè)方法各有優(yōu)缺點(diǎn)，將二者融合是目前公認(rèn)的最佳發(fā)展路徑之一。

類腦計(jì)算如何進(jìn)行商業(yè)化?

類腦計(jì)算的研究大致可以分為神經(jīng)科學(xué)的研究(特別是大腦信息處理基本原理的研究)，類腦計(jì)算硬件的研究和類腦處理算法的研究三方面。而基于這三個(gè)方面，類腦智能計(jì)算的未來發(fā)展重點(diǎn)有機(jī)器學(xué)習(xí)、類腦智能機(jī)器人、神經(jīng)形態(tài)硬件等方向。

基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的機(jī)器學(xué)習(xí)就是一種類腦計(jì)算的技術(shù);而英國曼徹斯特大學(xué)的SpiNNaker芯片、IBM公司的TrueNorth芯片、德國海德堡大學(xué)的BrainScaleS芯片以及前面提到的清華大學(xué)的“天機(jī)芯”都是神經(jīng)形態(tài)硬件的研究成果。

我國的類腦智能研究水平處于國際前沿。2016年，“腦科學(xué)與類腦科學(xué)研究”(簡稱“中國腦計(jì)劃”)被作為連接腦科學(xué)和信息科學(xué)的橋梁正式提出。此外，多所高校也積極參與類腦計(jì)算的研究。其中，中科院開發(fā)的類腦認(rèn)知引擎平臺(tái)能夠模仿哺乳動(dòng)物的大腦，實(shí)現(xiàn)多感覺融合、決策等多種功能。

類腦計(jì)算行業(yè)市場潛力分析

新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革推動(dòng)經(jīng)濟(jì)科技新賽場加速形成，世界主要?jiǎng)?chuàng)新板塊在激烈震蕩中深度重構(gòu)，為我國實(shí)現(xiàn)科技發(fā)展的跨越和趕超提供了新的機(jī)遇。未來場景的創(chuàng)設(shè)者將是“創(chuàng)新高地”的引領(lǐng)者。我國開啟的現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)體系建設(shè)作為一場結(jié)構(gòu)性變革，與新科技革命和產(chǎn)業(yè)變革與工業(yè)化、信息化、城市化、市場化、國際化相互交織，與全球范圍的新經(jīng)濟(jì)科技賽場重構(gòu)同頻共振、同向而行。

全球范圍圍繞算力、算法、數(shù)據(jù)等技術(shù)的競爭日趨白熱化，高性能計(jì)算、類腦計(jì)算、量子計(jì)算等爭相競逐，人機(jī)物互聯(lián)的新型制造基礎(chǔ)設(shè)施加速整合全球制造業(yè)資源。

全球量子計(jì)算專利百強(qiáng)名單，截至2022年10月入榜前100名的企業(yè)美國占比40%、中國占比15%、日本占比11%。Gartner預(yù)計(jì)2023年全球公有云終端用戶支出將達(dá)近6000億美元。全球物聯(lián)網(wǎng)有望滲透的上下游應(yīng)用市場規(guī)模將在2025年超過10萬億美元。

目前類腦計(jì)算研究尚處于起步階段，國際上還沒有形成公認(rèn)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與方案，處在“百花齊放”的階段。

傳統(tǒng)的AI技術(shù)解決方案商已經(jīng)初具規(guī)模并普遍被市場認(rèn)可。目前類腦技術(shù)的主要玩家包括市場導(dǎo)向型及研究驅(qū)動(dòng)型。市場導(dǎo)向型公司主要包括：SynSense時(shí)識(shí)科技、GrAl Matter Labs、Brainchips、Prophesee、IniVation、Samsung等。

研究驅(qū)動(dòng)型主要包括：Intel、IBM、IMEC、Fraunhofer、CEA-Leti等，以及及國際各知名高校：蘇黎世大學(xué)、蘇黎世聯(lián)邦理工、斯坦福、麻省理工、曼徹斯特大學(xué)、清華大學(xué)等。

隨著先進(jìn)精密儀器的發(fā)展，人類對腦的理解越來越多，將迎來量變到質(zhì)變的突破性進(jìn)展。同時(shí)，超級(jí)計(jì)算機(jī)的發(fā)展為類腦計(jì)算提供更好的仿真模擬環(huán)境，大數(shù)據(jù)和云計(jì)算提供了和腦復(fù)雜度不斷趨于接近的“數(shù)碼宇宙”，大腦和數(shù)碼宇宙可以視為鏡像，互相借鑒，促進(jìn)理解。而新型納米技術(shù)可以制造出和人腦神經(jīng)元能耗差不多量級(jí)的器件，這一切都為類腦計(jì)算的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

類腦計(jì)算技術(shù)的發(fā)展將推動(dòng)圖像識(shí)別、語音識(shí)別、自然語言處理等前沿技術(shù)的突破，隨著我們對機(jī)器人視聽感知和自主學(xué)習(xí)、以及無人駕駛技術(shù)等領(lǐng)域的應(yīng)用需求越來越迫切，類腦計(jì)算應(yīng)用將有望推動(dòng)新一輪產(chǎn)業(yè)革命。

更多行業(yè)詳情請點(diǎn)擊中研普華產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2023-2028年中國類腦計(jì)算行業(yè)深度分析與發(fā)展前景預(yù)測報(bào)告》。

• 相關(guān)深度報(bào)告REPORTS

  

  2023-2028年中國類腦計(jì)算行業(yè)深度分析與發(fā)展前景預(yù)測報(bào)告

  類腦計(jì)算處理器的基本特點(diǎn)包括：并行運(yùn)算架構(gòu)，可大規(guī)模擴(kuò)展，存儲(chǔ)計(jì)算一體化，事件驅(qū)動(dòng)運(yùn)算，無時(shí)鐘（異步），稀松計(jì)算，稀松網(wǎng)絡(luò)連接，具有可塑性及容錯(cuò)性，具有片上學(xué)習(xí)能力等。傳統(tǒng)的AI技術(shù)...

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