「電子大腦」已進入美國空軍「服役」

一種「仿人腦超級計算機」已經在美國空軍服役。這種超級計算機採用了IBM的TrueNorth神經形態64晶元陣列，適合飛機以及尺寸、重量和功耗受限的其他嵌入式、移動和自動系統等潛在應用使用。這種電子大腦擁有超過6400萬個神經元和160億個突觸，其神經突觸陣列可以執行實時的模式識別和感覺處理，而且速度和精度都要高於人類大腦，功耗只需10W。

戰鬥機駕駛員越來越多地依靠自動識別技術來區分敵我，因為為了保持意識清醒和高度警惕，飛機的速度和可操控性已經接近駕駛員能力的極限。在空戰中，空中充滿了防空火炮、火箭彈、無人機、照明彈、誘餌，使人類駕駛員無法識別真正的目標。而TrueNorth電子大腦陣列使用全部64個晶元來區分真目標和假目標，而且如果功耗能夠做到像人腦那麼低的話，理論上它可以在64晶元原型基礎上做進一步擴展，從而能夠同時處理任何數量的實時識別任務。

圖1：IBM院士兼IBM Research-Almaden中心負責仿人腦計算的首席科學家Dharmendra Modha開發的IBM TrueNorth神經形態系統能夠以最低的功耗提供超級計算人工智慧功能。

美國空軍不僅想在飛機上測試IBM的電子大腦理論，還想在從無人機到機器人的各種嵌入式、移動和自動應用中進行測試。他們沒有對潛在軍事用途的數量作任何限制，並且暗示可以拓展到民用領域。

「羅馬、紐約的空軍研究實驗室是TrueNorth系統及其生態系統的最早採納者，也是神經形態計算的基地。許多國內和國際政府機構都在通過它研究TrueNorth。」IBM院士兼IBM Research-Almaden中心（加州聖何塞）負責仿人腦計算的首席科學家Dharmendra S. Modha告訴筆者。「TrueNorth生態系統現在在全球五大洲的40多個科研院所和大學中都有使用。」Modha透露。

圖2：IBM Research使用IBM TrueNorth神經形態系統為美國空軍開發的人工智慧超級計算電子大腦的藝術渲染效果圖。

「IBM已經將TrueNorth神經元的數量從2011年的256個增加到了2017年的6400萬個，或者說從2011年以來每年增加800%。」Modha指出。在這段時間內，IBM證實「TrueNorth在用深度網路進行映射推理方面特別高效」，針對CIFAR-100數據集的處理速度超過7000幀/秒/瓦，這是加拿大高級研究院用於物體識別的數據集。基準測試表明只需200mW就能提供1500幀/秒的分析能力。

在美國空軍研究實驗室（AFRL）製造的TrueNorth電子大腦旨在使大型深度神經網路的實時訓練成為可能，即使1至10Hz時鐘速度的原型也能使大規模晶元陣列的功耗低於一個Power8處理器。

圖3：絕密飛行的黑色塗裝（左下角）和白色塗裝（右上角）F-18飛機將成為電子大腦原型的候選用機。

除了目標識別外，TrueNorth電子大腦的神經突觸64晶元陣列還能提供其他實時的人工智慧功能，比如視頻分析、語音識別、機器語言翻譯、音頻和文本分析、信息發現以及擴展面向民用應用的類似任務。

TrueNorth電子大腦的神經突觸64晶元陣列可以接受多個分散式輸入，並將它們「融合」起來執行感知（右腦）和符號處理（左腦）功能，而且其執行速度快過傳統的計算機，因而可以形成總體情景意識。由於能夠同時執行並行的數據流處理和並行的模型分析，TrueNorth電子大腦可以在生死無常的複雜戰爭情景中勝過人腦。

圖4：集成有64晶元陣列TrueNorth神經突觸處理器的超級計算電子大腦的駕駛艙應用，可實現深度網路學習和實時信息發現。