（原標題：中國實現(xiàn)意念控制無人機機器人 智能戰(zhàn)士還遠嗎？）
人腦大約有1000億個神經(jīng)元，是人體中最復雜的部分，也是宇宙中已知最復雜的組織結(jié)構(gòu)。“腦科學計劃”簡稱腦計劃，主要包含以探索大腦秘密、攻克大腦疾病為導向的腦科學研究和以建立、發(fā)展人工智能技術(shù)為導向的類腦研究，旨在探索大腦運行機理、增進精神衛(wèi)生和防止神經(jīng)疾病、發(fā)展人工智能技術(shù)，最終達到認識大腦、保護大腦和創(chuàng)造大腦的目標。因其對人類健康、認知、國家安全等領(lǐng)域的戰(zhàn)略意義和深遠影響，自21世紀初以來世界各大國紛紛開展“腦計劃”，并將其納入國家級科研計劃，視為國家戰(zhàn)略。
競爭日趨激烈——
全球掀起“腦競賽”熱潮
自有人類歷史記錄以來，大腦奧秘始終是人類關(guān)注和探索的熱點，更是現(xiàn)代科學面臨的最大挑戰(zhàn)。隨著生物學、醫(yī)學、神經(jīng)科學和認知科學的發(fā)展，人類深刻認識到腦科學研究的重要意義，探索大腦的科學熱情更加高漲。進入21世紀后，隨著新型成像技術(shù)、匯聚技術(shù)以及基于計算和信息通信技術(shù)平臺的出現(xiàn)，腦科學研究的時代才真正到來，神經(jīng)環(huán)路、計算神經(jīng)科學、腦機接口等領(lǐng)域不斷取得突破。
2004年，美國推出“神經(jīng)科學研究藍圖”框架。2011年，發(fā)布神經(jīng)科學10年計劃：從分子到腦健康。2013年4月，美國政府正式公布“推進創(chuàng)新神經(jīng)技術(shù)腦研究計劃”，宣布在大腦結(jié)構(gòu)圖建立、神經(jīng)回路操作工具開發(fā)、大規(guī)模神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)記錄技術(shù)開發(fā)等9大研究領(lǐng)域開展重點資助研究。
2002年至2009年，歐盟對150余個腦科學研究項目展開大規(guī)模資助。在此基礎(chǔ)上，2013年，歐盟正式提出“人腦計劃”，試圖以超級計算機技術(shù)來模擬腦功能，在未來神經(jīng)科學、未來醫(yī)學和未來計算等領(lǐng)域，開發(fā)出新的前沿醫(yī)學和信息技術(shù)。
此外，加拿大、日本、德國、法國、英國等國家也先后推出本國的腦科學研究計劃，主要聚焦在研究各種腦功能和腦疾病的機理，希望搶占其未來技術(shù)制高點、掌握未來戰(zhàn)略主動權(quán)。與此同時，許多世界級企業(yè)也紛紛推出自己的人工智能大腦計劃。谷歌實驗室和IBM致力于構(gòu)建龐大的人腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模擬系統(tǒng)。
技術(shù)日新月異——
奠定規(guī)?；瘧没A(chǔ)
全球范圍的“腦計劃”啟動以來，圍繞大腦開展的科技創(chuàng)新和科學發(fā)現(xiàn)不斷涌現(xiàn)。神經(jīng)標記和神經(jīng)環(huán)路追蹤技術(shù)、大腦成像技術(shù)、神經(jīng)調(diào)節(jié)技術(shù)、神經(jīng)信息處理平臺等多個研究領(lǐng)域取得進展。許多國家將腦功能障礙疾病診治放在突出位置，如自閉癥、心理障礙、抑郁癥以及神經(jīng)衰退、阿爾茨海默綜合癥、帕金森綜合癥等疾病是這項計劃首先要攻克的目標。
2012年，美國哈佛大學在腦結(jié)構(gòu)的研究方面取得突破，其開發(fā)的新型核磁共振掃描技術(shù)，使精準探索大腦內(nèi)部結(jié)構(gòu)成為可能。
2014年，美國威斯康星大學依托可靠神經(jīng)接口技術(shù)開發(fā)的腦結(jié)構(gòu)研究技術(shù)使大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)活動可視化逐步實現(xiàn)。
在腦機接口技術(shù)方面，人類用意念控制物體的設(shè)想終于實現(xiàn)，大腦控制外部設(shè)備以及大腦控制另一生物體的異體控制技術(shù)已經(jīng)取得成功。借助腦電設(shè)備，日本研發(fā)的腦控自行車、德國的腦控汽車、美國的腦控機器人等新技術(shù)層出不窮。2016年，美國腦控無人機大賽，“意念”操控無人機飛行距離達到9米。
我國信息工程大學基于腦機交互技術(shù)已經(jīng)實現(xiàn)了腦電波控制機器人的動作控制和飛行器的飛行狀態(tài)控制等，借助腦電設(shè)備，實現(xiàn)了用“意念”控制無人機和機器人的腦控實驗。
在類腦科技研究方面，2013年德國科學家制造出納米憶阻器元件，隨后美國和澳大利亞學者通過納米尺度的憶阻器矩陣，制造出世界首個能模仿人腦的電子記憶細胞。同時，模仿人腦的神經(jīng)形態(tài)芯片、具備人腦處理功能的仿腦處理器、認知計算機技術(shù)等智能技術(shù)紛紛問世。
軍事潛力巨大——
催生認知空間“制腦權(quán)”爭奪
隨著腦計劃發(fā)展戰(zhàn)略的推進，腦科技在軍事領(lǐng)域的地位和價值日益凸顯，“制腦權(quán)”已經(jīng)成為未來軍事較量新的高地。
在軍事上，腦科學的發(fā)展為作戰(zhàn)理論變革、武器裝備智能化發(fā)展帶來了重大機遇，成為當前世界軍事科技競爭中最前沿、最具挑戰(zhàn)性的領(lǐng)域，其軍事應用前景主要體現(xiàn)在“仿腦”“腦控”“超腦”“控腦”四個方面。
例如“仿腦”，它主要是通過借鑒人腦運行機理，開發(fā)出具備人類識別、推理和判斷能力的信息處理系統(tǒng)、智能武器裝備或高智能機器人。目前，這類裝備已經(jīng)從實驗室走上軍事應用。美、俄、日等國均裝備有此類高智能機器人。
“腦控”，則是借助腦機交互技術(shù)實現(xiàn)人與機器的高效融合，從系統(tǒng)層面提升武器的戰(zhàn)斗效能，在復雜戰(zhàn)場環(huán)境突破人類的生理極限。美國國防高級研究計劃局開展的“阿凡達”尖端軍事科研項目，就是通過開發(fā)“外骨骼服”來擴展人類機能，控制進攻性武器和系統(tǒng)。
“超腦”，是通過電磁、超聲波、激光等方式實施神經(jīng)刺激，激活大腦潛能，激發(fā)大腦功能，達到智力、感知力、注意力等人體機能提升的目的。美國的“不眠戰(zhàn)士”計劃就是其典型應用，以“溫和”電刺激大腦的方式幫助士兵在高風險軍事行動中保持長時間的高度清醒和警覺。
“控腦”，則是利用技術(shù)手段實現(xiàn)對人的神經(jīng)活動、思維能力等進行干擾甚至控制。
【專家簡介】童莉，解放軍信息工程大學副教授，全國人工智能學會、生物醫(yī)學工程學會會員，北京大學物理學院博士后。長期從事智能信息處理、三維成像、腦機交互研究，參研多項國家863計劃重點課題、國家自然科學基金項目等科研課題。獲軍隊科技進步一等獎1項，發(fā)表學術(shù)論文30余篇，授權(quán)專利3項，軟件著作權(quán)2項。
延伸閱讀
人造突觸催生“智能參謀”
■郝海龍 劉志勇 王立軍
據(jù)媒體報道，近日韓國科學家研制出迄今為止能耗最低的人造突觸。與以前產(chǎn)品相比，它能更好地模擬人腦神經(jīng)元之間的關(guān)聯(lián)。研究人員表示，這一突破有望使研制大型類腦計算機成為現(xiàn)實。
新型人造突觸是一種晶體管，能通過開啟和關(guān)閉模擬生物突觸傳送信號。研究表明，神經(jīng)元每次釋放信號，生物突觸消耗的能量約10飛焦（千萬億分之一焦耳）；而新型人造突觸每活動一次，只消耗1.23飛焦，這使其成為迄今以來能耗最低的人造突觸。
研究人員解釋稱，新設(shè)備由一種有機材料彼此包裹構(gòu)成，這些材料可幫助人造突觸捕獲或釋放帶電離子，模擬生物突觸的工作原理以及電閘開關(guān)的方式。此外，這種人造突觸還模擬了人類神經(jīng)纖維的形狀及柔韌性。
現(xiàn)在，研究人員已經(jīng)開發(fā)出微小機器，相比之前的產(chǎn)品可以更好地模擬人類大腦神經(jīng)元之間的連接。未來人造大腦的能耗和存儲密度將趕上甚至超過生物大腦，有望催生更智能的機器人、自動駕駛汽車、數(shù)據(jù)挖掘、醫(yī)療診斷、證券交易分析以及其他人工智能交互系統(tǒng)。
智能型處理器催生了智能武器裝備的發(fā)展，有人把智能武器裝備形象地稱為有思維的“智能參謀”。不久前，圍棋大賽機器狗戰(zhàn)勝李世石，使人工智能深度介入指揮決策出現(xiàn)了一線曙光。人工智能的這次重大突破表明，電腦完全可以模仿經(jīng)驗思維、形象思維、直覺思維等人類才具備的思維方式。如果電腦既精于計算，又善于“算計”，既能做計劃、定方案，又能出戰(zhàn)法、生謀略，那么未來戰(zhàn)爭中人工智能以“電腦參謀”的身份進入中高級指揮所，實現(xiàn)“人謀”與“機謀”的結(jié)合，就不再是天方夜譚。
軍事領(lǐng)域?qū)χ悄芑男枨笫嵌喾矫娴?。除指揮決策領(lǐng)域外，人工智能水平的提升對武器裝備、作戰(zhàn)支援、軍事訓練、后裝保障等多個相關(guān)領(lǐng)域，都將產(chǎn)生廣泛而深刻的影響。依托人工智能進行多源情報判讀、融合和數(shù)據(jù)挖掘，不但可以節(jié)省大量人力，而且可以提高信息優(yōu)勢向決策優(yōu)勢轉(zhuǎn)化的質(zhì)量和速度；高智能“機器翻譯”使得士兵在國外遂行軍事任務(wù)時，隨時可以與操不同語言的人進行無障礙溝通；人工智能支撐的“機器黑客”可以自動搜索分析敵方網(wǎng)絡(luò)漏洞，自動制定和優(yōu)化攻擊策略，并依令而動發(fā)起攻擊。
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