张钹院士：制约人工智能发展的最大困难是什么？

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出品|《新基建访谈》No.41

采访|张楠

整理|广胜

脑科学被誉为自然科学研究的“终极疆域”，脑科学的发展不仅直接关系人类对于意识诞生机制的探索，也对推动当前 AI 技术发展具有重要意义。

对于脑科学目前的发展现状、面临的难题、与人工智能的协同关系等关键议题，我们和中国科学院院士、清华大学人工智能研究院名誉院长、脑陆科技首席技术专家张钹院士进行了交流。

                               
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张钹院士表示：“人工智能的基础理论之所以迟迟未能建立起来，根源在于我们对人类大脑与智能了解得太少，因此发展第三代人工智能的关键在于与脑科学研究的结合。未来，人工智能的发展方向，既不是简单的人类制造、控制、利用机器，更不可能是人工智能取代人类，而是人机协同、人机共生。因为人机各有所长，互为补充，可以共同合作，建立一个更加美好的社会。”

在数据有效性、安全性备受挑战的今天，让 AI 学习人脑工作机制，已经成为 AI 技术迎接新一轮革命的重要突破口，而这其中实现脑科学和AI的有机融合更是关键。

张钹院士进一步指出，人工智能是机器模拟脑的功能，或者模拟大脑所表现出来的行为，所以人工智能的发展和脑科学的发展必然是相辅相成的，现在为什么对脑科学的研究那么迫切？因为人工智能目前遇到最大的困难，就是我们对自己的大脑，对人类的智能了解得太少，这是制约目前人工智能进一步发展最重要的障碍。

“基于脑科学研究的产业，不管是侵入式或者非侵入式，实际上处在初期发展的阶段。所以，中国要想在行业的层面或者科学研究的层面上赶超世界水平，唯一的途径就是从科技和行业发展的初期就是参与者，才有可能在这个领域中间占到重要的地位。”

他举例道，在信息领域出现的局面，最重要的原因就是信息革命从1940年左右开始，我们不是参与者，人家把所有都做起来以后，我们才参加进去，形成目前被动的局面。也就说，所有的关键技术都掌握在外国人手里，我们1980年以后才加入，40年之后了，这肯定是非常被动的。

在张钹院士看来，这是一个刚刚起来的产业，我们必须抓住这个时机。

以下为专访张钹院士等嘉宾的精选摘要：

问：基于脑科学的人机协同、脑机交互的技术将成为人工智能突破的下一个关键因素，怎么理解？

张钹：人工智能是机器模拟脑的功能，或是模拟脑所表现出来的人类智能行为，所以人工智能的发展和脑科学的发展必然是相辅相成的。现在为什么对脑科学的研究那么迫切？因为人工智能目前遇到最大的困难，就是对自己的大脑，对人类的智能了解得太少，这是制约目前人工智能进一步发展最重要的障碍。所以，我们现在跟清华大学的脑科学研究结合得非常紧密，必须结合在一块。另外，实际上基于脑科学研究的产业，不管是侵入式或者非侵入式，实际上均处在发展的初期阶段。

所以，我认为中国要想在行业的层面或者科学研究的层面上赶超世界水平，唯一的途径就是从行业发展的初期，一开始就是参与者，才有可能在这个领域中间占到重要的地位。

比如在信息领域现在出现的局面，最重要的原因就是信息革命从1940年左右开始，我们不是参与者，人家把所有都做出来以后，我们才参加进去，因此才形成目前被动的局面。换句话讲，所有的关键技术都已经掌握在人家手里，1980年以后，40年之后我们才介入，肯定是非常被动的。

现在跟脑科学研究有关的领域，都是处在初期的阶段。这个阶段能够介入的话，才有可能真正地跟世界共同发展。

我之所以参加脑陆这个团队，有两个原因，一个原因是这个团队非常年轻、很优秀，很有活力。第二个因素，跟脑科学相关的产业，是一个刚刚兴起的产业，是最有希望发展的，也是最有可能中国跟世界并驾齐驱的领域。我们必须抓住这个时机。

问：脑机接口应用方面，有没有卡脖子的技术？

上海交通大学智能交互与认知工程上海高校重点实验室主任吕宝粮：脑机结合的信号采集涉及到各种材料，得又能够舒适，又能够采集信号。采集信号之后，又要放芯片，这都是硬件方面，还有从材料到芯片的算法，都是非常复杂的过程。我举个例子，比如说过去CT设备都是进口，最近几年，国产也有领先全球的产品。

脑机接口应用到临床，包括解决睡眠障碍，都是非常重要的，哪怕是我们这个技术不是创新，但是要跟进它，也要做这件事情，非常可喜的是，像李路明老师他们做的脑起搏器全世界只有5家，我们国家就有2家在做，而且成功地应用。整个国内占有率非常高，这样就可以把这个产品落地，就像当年计算机，美国限制我们的计算机，自己研究每秒1000万次，把这个线就降低了，然后就限制2000万，所以我们必须要做。

当然，一方面是跟进，另一方面还要从“0—1”的创新。

问：现在脑机接口可以分为侵入式和非侵入式的，主要区别在哪，未来非侵入式是否也可以实现疾病治疗？

脑陆科技创始人、研发科学家卢树强：脑机接口分侵入式和非侵入式，侵入式在医学上的应用非常成功，像李路明教授团队已经做了大规模的医疗场景应用，而且确实根治了很多神经疾病的症状。对于非侵入式来说，从技术的发展角度来说，肯定不断去靠近侵入式采集的信号极限，同时也是要在整个过程中，配合、协同侵入式做信号监测。

未来，进一步将植入式的功能逐步地去让非侵入式的设备具备这样的功能，甚至实现基于非侵入式脑机设备对于帕金森的干预和治疗，在理论和技术路线上是可行的。

问：现在软硬件国产替代的情况是怎样的？

卢树强：软件是完全自主，硬件的话，集成电路的核心器件还有一块传感材料，传感是我们自己做，但常规的电源集成就可以。标准脑机接口的配件大概有1000多个小的元器件，不可能每个都去做，做关键技术节点的器件就可以。

问：现在都说脑机热，也有很多商业化产品发布。现在整个行业发展到什么样的阶段，商业化过程中有哪些难点？

吕宝粮：首先解决帕金森，现在正在研究其他应用。比如瑞金医院成功地进行了难治性抑郁症，精神厌食症，其他医院进行毒品戒毒，包括赌博。这是侵入式。

还有一个层面，脑陆科技发布的穿戴式，未来侵入式和穿戴式会结合起来，现在做完手术以后，状态还要监控，这个监控基本上是落在可穿戴，非侵入式，逐步地会落地到其他的一些领域，总体来讲这个趋势肯定是越来越热的，目前的国际形势下需要从硬件系统应用各个层面来进行研究。

问：现在脑机接口应用已经逐渐展开，有没有具体的数据？

脑陆科技联合创始人兼CMO吴寒峰：中国的睡眠障碍人群可能有3000万，但是去年有一个数字必须提及，其实已经有1500—1600万人，在去年走入了医疗的场景求医问诊，过去的数字比较低，但这些年提升非常快。

第二，中国泛神经类疾病每年普及的市场大概8000万人左右。像李路明院长做的DBS大概3万例，在整个医疗行业来说，其实是一个比较成规模量级的，并不是尝试或者早期，已经走得比较成熟了。