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審核專家：鄭遠(yuǎn)攀
鄭州輕工業(yè)大學(xué)教授

最近的人工智能領(lǐng)域可謂熱鬧非凡，以Chat GPT（Chat Generative Pre-trained Transformer，聊天生成預(yù)訓(xùn)練轉(zhuǎn)換器）為首的一眾AI（Artificial Intelligence，人工智能）產(chǎn)品在網(wǎng)絡(luò)上掀起熱潮，以強(qiáng)大的性能不斷刷新網(wǎng)友認(rèn)知，讓很多人認(rèn)為AI改變世界的時(shí)代就要來(lái)了。

然而有科學(xué)家卻提出，當(dāng)前人類的計(jì)算機(jī)技術(shù)已經(jīng)觸及瓶頸，AI的發(fā)展將會(huì)受到限制，于是提出了類器官智能（Organoid Intelligence，OI）的概念，并稱OI如果能在未來(lái)實(shí)現(xiàn)，那么很有可能讓科幻電影中的“強(qiáng)人工智能”成為現(xiàn)實(shí)。

AI、GPT與強(qiáng)人工智能

在了解OI之前，我們首先來(lái)說(shuō)說(shuō)風(fēng)頭正勁的AI。AI就是人工智能，最早在1956年的達(dá)特茅斯會(huì)議上被正式提出。它是對(duì)人的意識(shí)和思維過(guò)程的模擬，是人類用以了解智能本質(zhì)的手段。溫斯頓教授對(duì)AI的定義是“研究如何使計(jì)算機(jī)去做過(guò)去只有人才能做的智能工作”。來(lái)源丨pixabay

經(jīng)過(guò)數(shù)十年的發(fā)展，AI已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在生活當(dāng)中。如手機(jī)搭載的智能語(yǔ)音助手、認(rèn)證環(huán)節(jié)經(jīng)常出現(xiàn)的人臉識(shí)別以及網(wǎng)上沖浪時(shí)的信息推送等角色與事務(wù)都離不開AI的參與。

在醫(yī)療、物流、生產(chǎn)、交通等高精尖領(lǐng)域，它也發(fā)揮著重要作用。甚至在一些普遍認(rèn)為AI難以取代人類的領(lǐng)域，如繪畫、作曲等，也開始被AI滲透，其作品的完成度讓人驚嘆，甚至獲得評(píng)委們的一致好評(píng)。AI作品《太空歌劇院》
來(lái)源丨AI/百度百科

2022年在科羅拉多州博覽會(huì)舉辦的一場(chǎng)美術(shù)競(jìng)賽上，一幅名為《太空歌劇院》的畫作奪得了數(shù)字藝術(shù)獎(jiǎng)的冠軍。這幅畫是當(dāng)?shù)匾晃唤薪苌ぐ瑐惖脑O(shè)計(jì)師利用人工智能創(chuàng)作，再利用Photoshop潤(rùn)色后完成的。這幅作品的獲獎(jiǎng)在當(dāng)?shù)氐拿佬g(shù)圈也引起了相當(dāng)大的爭(zhēng)議。
現(xiàn)在的人工智能需要大量數(shù)據(jù)進(jìn)行學(xué)習(xí)訓(xùn)練，在大數(shù)據(jù)時(shí)代背景下，AI的發(fā)展變得更加快速便捷，最近引爆網(wǎng)絡(luò)的ChatGPT就離不開龐大數(shù)據(jù)的支持。來(lái)源丨網(wǎng)絡(luò)圖片

ChatGPT是一種基于互聯(lián)網(wǎng)可用數(shù)據(jù)訓(xùn)練的文本生成深度學(xué)習(xí)模型，目前已經(jīng)更新到了GPT-4。GPT-4的知識(shí)面涵蓋了幾乎所有學(xué)科，能夠生成語(yǔ)法規(guī)范、邏輯嚴(yán)密的文本，也能進(jìn)行繪畫創(chuàng)作，甚至能在人類的一些頗具難度的考試如SAT（Scholastic Assessment Test學(xué)術(shù)能力評(píng)估考試，俗稱的美國(guó)高考）考試、司法考試中取得極高的分?jǐn)?shù)，強(qiáng)大得讓人驚嘆。

目前所有的人工智能還都處于弱人工智能的階段。強(qiáng)人工智能，又稱多元智能，是指具備智能完整性，能夠進(jìn)行自主推理和思考的人工智能，被認(rèn)為能夠產(chǎn)生知覺(jué)和意識(shí)，是AI發(fā)展的新目標(biāo)。有觀點(diǎn)認(rèn)為強(qiáng)人工智能可能永遠(yuǎn)無(wú)法實(shí)現(xiàn)，但OI概念的出現(xiàn)卻為多元智能帶來(lái)了希望。OI也許可以通過(guò)直接模擬人腦的構(gòu)造、思維模式、學(xué)習(xí)模式等，發(fā)展出完整的強(qiáng)人工智能。

OI是什么？

有不少人認(rèn)為，ChatGPT的出現(xiàn)，標(biāo)志著人工智能的發(fā)展來(lái)到了一個(gè)奇點(diǎn)，將會(huì)迎來(lái)行業(yè)井噴式發(fā)展。然而有眼光銳利的科學(xué)家卻認(rèn)為，當(dāng)今的計(jì)算機(jī)技術(shù)和人工智能技術(shù)已經(jīng)無(wú)限接近瓶頸——因?yàn)槿祟愐呀?jīng)很難在芯片上安裝更多的晶體管了。

其實(shí)對(duì)人類來(lái)說(shuō)，人腦才是最復(fù)雜的智能系統(tǒng)，人工智能的本質(zhì)也是對(duì)人腦思維過(guò)程的模擬，那么能不能直接創(chuàng)造一個(gè)“大腦”呢？

2023年2月，約翰斯·霍普金斯大學(xué)的Thomas Hartung團(tuán)隊(duì)提出了類器官智能即OI的概念，以期利用這個(gè)理論，在未來(lái)發(fā)展出更強(qiáng)大、高效、節(jié)能的計(jì)算機(jī)形式。

類器官是指通過(guò)3D體外細(xì)胞培養(yǎng)系統(tǒng)，培養(yǎng)出一種與體內(nèi)器官或組織來(lái)源高度相似的器官模型，它雖然不是真正的器官，但具備原本器官的部分功能。

來(lái)源丨pixabay

OI就是運(yùn)用類似的技術(shù)，在體外培養(yǎng)出大腦的細(xì)胞組織，將其作為生物計(jì)算機(jī)的核心硬件——CPU和顯卡，再通過(guò)微電極陣列等方式與外部電子設(shè)備連接，進(jìn)行訓(xùn)練和計(jì)算。

2022年12月，澳大利亞的生物科技初創(chuàng)公司Cortical Labs利用人體的干細(xì)胞誘導(dǎo)分化出人類的神經(jīng)元，并將這些神經(jīng)元與多電極陣列計(jì)算機(jī)集成，組成了一個(gè)人腦與計(jì)算機(jī)的合體。隨后他們還通過(guò)微電極陣列，讓它開始玩一款“乒乓球”游戲，神經(jīng)元僅用了五分鐘就學(xué)會(huì)了這款游戲的操作。而相似規(guī)模的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，可能需要花上90分鐘的時(shí)間。

來(lái)源丨pixabay

由于類器官智能是基于生物硬件的，最大的進(jìn)步之一就是降低了功耗。OI的核心硬件設(shè)備幾乎可以視為另一個(gè)大腦，而大腦的功耗是極低的。

一個(gè)成年人的大腦平均功耗僅有20W，而大部分AI服務(wù)器的功耗通常在10^6W左右。一些頂級(jí)的超級(jí)計(jì)算機(jī)，如我國(guó)的神威·太湖之光超級(jí)計(jì)算機(jī)，功耗更是達(dá)到了15.37MW（兆瓦）。另外，OI還具有極強(qiáng)的深度學(xué)習(xí)能力。

OI比AI更懂學(xué)習(xí)

由于OI具有人腦的組織結(jié)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)“少樣本學(xué)習(xí)”，對(duì)于復(fù)雜問(wèn)題的處理能力也遠(yuǎn)超傳統(tǒng)AI。如果要對(duì)一個(gè)簡(jiǎn)單的事物進(jìn)行識(shí)別，人腦僅需約10個(gè)左右的樣本就能學(xué)會(huì)，而早年，AI即使“學(xué)習(xí)”了上百萬(wàn)個(gè)樣本也依舊沒(méi)有學(xué)會(huì)。

擊敗了世界頂級(jí)圍棋棋手李世石的阿爾法狗（AlphaGo），被“投喂”了近十六萬(wàn)場(chǎng)的棋局?jǐn)?shù)據(jù)，這樣的訓(xùn)練量，一個(gè)職業(yè)選手哪怕每天不吃不喝只進(jìn)行訓(xùn)練也需要約37年。

人腦具備相當(dāng)復(fù)雜的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，就像是一個(gè)超多核處理器。人腦思考的區(qū)域主要集中于大腦皮層，此處擁有約140億個(gè)神經(jīng)元，能夠產(chǎn)生1014~1015OPS（Operations per second，即每秒運(yùn)算次數(shù)）的算力，是普通計(jì)算機(jī)算力（1010 OPS）的十幾萬(wàn)倍。擁有如此強(qiáng)大的算力，配合高度復(fù)雜的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，人腦才得以演化出一套多層結(jié)構(gòu)的深度學(xué)習(xí)模式。這套模式讓人類可以高效進(jìn)行各種復(fù)雜問(wèn)題的學(xué)習(xí)和處理，效率是計(jì)算機(jī)的上百萬(wàn)倍。

同時(shí)，人腦在對(duì)一件事情進(jìn)行學(xué)習(xí)后，所獲得的經(jīng)驗(yàn)、策略、方法等還可以應(yīng)用于其它事情。比如我們通過(guò)學(xué)習(xí)圍棋而培養(yǎng)出的思維模式和方法論，也可以用在籃球、足球等其他項(xiàng)目上，而AI如果要新學(xué)習(xí)一種技能，則必須從零開始。

來(lái)源丨h(huán)ippopx

毫無(wú)疑問(wèn)，OI是一項(xiàng)跨時(shí)代的前瞻性技術(shù)，想要真正實(shí)現(xiàn)，或許還有數(shù)十年的路要走。一些科學(xué)家還提出了其倫理問(wèn)題，例如如何保障隱私權(quán)益、遵循道德規(guī)范、尊重人性價(jià)值等，這些問(wèn)題的解決也需要過(guò)程和時(shí)間。

未來(lái)，若OI能夠真正實(shí)現(xiàn)，或許會(huì)在人工智能領(lǐng)域掀起新一輪狂潮，到那時(shí)，也許真的可以實(shí)現(xiàn)科幻電影中展示的具備知覺(jué)和意識(shí)的強(qiáng)人工智能。

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