科學家提出新人工智慧神經環路自主演化模型

類腦智慧研究又有新進展。10月9日，記者從中國科學院自動化研究所獲悉，受生物腦神經環路結構啟發，該所研究人員提出了腦啟發的人工智慧神經環路自主演化模型。基於該模型，他們研發出更具生物合理性和高效性的類腦脈衝神經網路。相關研究論文線上發表于《美國國家科學院院刊》。

在生物神經系統中，不同類型的神經元能夠自組織成連接模式各異的神經環路，以在結構上支援豐富的認知功能的實現。人腦中不同類型的神經環路及其自適應能力，促進了人類感知、學習、決策及其他高等認知功能的實現。

“然而，當前的脈衝神經網路設計範式，大多基於深度學習領域的結構。這些結構顯著阻礙了脈衝神經網路在複雜任務上發揮潛力。”論文通訊作者、中國科學院自動化研究所研究員曾毅説，如果將生物神經環路的結構應用於類腦脈衝神經網路的設計，就能極大地提升人工智慧系統的能力。

受經過自然演化的生物腦神經環路結構呈現出的多樣性以及脈衝時序依賴可塑性機制啟發，曾毅團隊利用神經元的局部脈衝行為，通過脈衝時序依賴可塑性的局部規則，自主演化出了更具生物合理性的功能性神經環路；同時，通過融入自主演化生成的神經環路，該團隊構建了用於圖像分類、強化學習與決策任務的類腦脈衝神經網路。

曾毅表示，自主演化出的類腦脈衝神經網路實現了與人工神經網路相媲美的性能，這為具有複雜功能的網路演化與認知能力涌現奠定了基礎。

“我們的實驗證明，這些結構能夠更好地幫助解決學習與決策等人工智慧相關的核心問題，這給未來的通用類腦認知智慧的研究帶來了啟發。”曾毅解釋。（記者陸成寬）