为“皇冠上的明珠”笃学践行——中科院自动化所类脑智能与机器人研究纪实
时间:2015-03-29 15:40 来源:中国科学院自动化研究所 作者:中国科学报 点击:次
机器人被誉为“制造业皇冠上的明珠”,其研发、制造、应用是衡量一个国家科技创新和高端制造业水平的重要标志。2014年6月,习近平总书记在两院院士大会上向我国科学家提出了这一命题。同年,国务院总理李克强在政府工作报告中提出实施“中国制造2025”,推动产业结构迈向中高端。面对机遇与挑战,中国科学院自动化研究所(以下简称自动化所)作为科技国家队,正一步一个脚印笃学践行。 自动化所以智能化立所,横跨控制和信息两大学科领域。其“一三五”规划中的“一个定位”是智能技术;“三个重大突破”聚焦复杂系统的智能控制、海量信息的智能计算以及集成化智能系统;“五个培育方向”瞄准国家需求和应用领域。所长王东琳表示,近年来自动化所在这些方向取得了长足进步,突破若干关键技术,创新与系统集成能力不断强化。 在复杂系统的智能控制方面,自动化所研发的智能机器人已应用于工业、健康和服务等新兴产业。其中,“基于环境约束和多空间分析的机器人操作理论研究”获得2014年度国家自然科学奖二等奖。在海量信息的智能计算方面,自动化所整合文本、语音、图像、视频信息的深度处理能力,在大数据分析与处理方面取得系列成绩。2014年,自动化所与《中国日报》共同建立新媒体联合实验室,推出媒介传播影响力分析报告。在集成化智能系统方面,“万亿次极光系列代数运算微处理器”研究得到中国科学院战略性先导科技专项支持,创新性地提出“代数运算微处理器(MaPU)”概念,已完成芯片前端设计,在智能电视、无线通信、超算等示范应用系统推广方面取得重要进展。在智能医学方面,自动化所研发的肿瘤切除术中导航系统,将光学分子影像术中导航系统应用于乳腺癌前哨淋巴结活检、肝癌肿瘤病灶切除和胃癌淋巴结切除的临床治疗中,在全国7家医院200例病人的临床治疗中获得成功。 自动化所长期坚持“智能科学与技术”优势学科方向。随着战略研究深化,研究所凝练“类脑智能工程”作为“一三五”规划的升华与新的战略切入点。类脑智能工程研究的总体思路是通过多尺度认识脑,建立多尺度脑模型,产生类人智能行为。总体目标是借鉴脑科学、认知科学与神经科学的研究成果,研究多尺度脑网络全图谱、多尺度脑神经系统动态模拟及基于大规模类脑神经网络的类脑智能计算;提出创新性的认知脑模型,以及基于认知脑模型与认知科学的类人学习及训练方法;建立百亿级类神经节点和百万亿级类神经联接的类脑工程系统;实现对人类智能的建模和机理的揭示,引领国际智能信息处理及类脑计算的研究与发展。 2014年,自动化所设立类脑工程研究中心,负责类脑智能工程科研战略规划与前沿探索研究,并结合优势学科与团队,协同进行认知脑模型与神经计算模拟、脑网络结构与功能图谱、类脑芯片与计算平台、类脑信息处理、类脑智能机器人等方面的研究。科研团队实现了基于语义数据自动化处理技术的链接神经数据中心平台,包含千万级别的脑与神经科学领域知识,自动总结了两百余年来科学文献中记录的认知行为、脑疾病与多尺度脑结构之间的关联关系。在“认知脑模型”研究方面,初步实现了微观尺度视觉感知与记忆的脑模拟系统,以动态可视化的方式展示认知功能相关的神经元与神经网络活动;初步实现了具有自主学习能力的类脑计算系统,并围绕环境感知与交互、类脑自动推理、类人机器人等开展了广泛应用。2014年,自动化所还在国际脑图谱大会上发布了首版“脑网络组图谱”,利用多模态磁共振技术提供的脑解剖和功能连接信息进行脑区亚区精细划分,初步建立既具有精细脑区划分,又具有脑区功能和解剖连接模式的脑图谱。 围绕类脑智能工程研究,自动化所已建立国际化的创新研究网络,包括与欧盟脑计划牵头单位洛桑联邦理工大学成立的联合实验室、与德国Jülich研究中心签署的合作备忘录,以及之前已成立的中澳脑网络组联合实验室等。如火如荼的脑计划和类脑智能研究为自动化所提供了前所未有的发展机遇,其努力践行为探索智能机器人的高度智能化、类人化凝聚力量。 (责任编辑:泉水) |