◎ 科(kē)技日报记者操秀英 刘垠
9月9日上午,由中國(guó)科(kē)學(xué)技术信息研究所、上海市科(kē)學(xué)學(xué)研究所联合编撰的《未来产业创新(xīn)的前沿领域》在浦江创新(xīn)论坛成果发布会上正式发布。报告从政府关注重点、产业发展前景、对经济社会的全局带动和重大引领作用(yòng)等方面,遴选出未来产业创新(xīn)的五大前沿领域——类脑芯片、量子信息、合成生物(wù)學(xué)、绿色制氢和區(qū)块链。
新(xīn)一轮科(kē)技革命和产业加速变革,新(xīn)的颠覆性技术不断涌现,未来产业成為(wèi)重塑全球创新(xīn)版图和经济格局的重要领域。该报告基于对各國(guó)和地區(qū)科(kē)技政策与研发投入、论文(wén)与专利、专家观点与學(xué)术会议资料等科(kē)技信息的多(duō)维度分(fēn)析,探讨了五大前沿领域的发展态势、區(qū)域研发优势、技术研发方向和面临的挑战。报告研判了中國(guó)在五大前沿领域的全球技术定位,并就未来产业的发展提出了策略建议。同时,报告还分(fēn)析了上海在上述领域的研发基础,并為(wèi)上海更好推进未来产业发展提出了发展策略。
此外,报告基于上海市科(kē)學(xué)學(xué)研究所多(duō)源数据平台的智能(néng)跟踪分(fēn)析,围绕未来产业的前沿领域就RISC-V(开源指令集架构)、人形机器人、超导等热点作了发展述评。
会上,中國(guó)科(kē)學(xué)技术信息研究所副所長(cháng)刘琦岩等专家对报告内容进行解读。
类脑芯片会达到人脑智能(néng)水平并取代人类的工作吗?刘琦岩表示,类脑芯片取得了重大进展。不过,常用(yòng)的深度學(xué)习加速器类的芯片仍是基于传统的“冯·诺依曼架构”建立类脑芯片,它主要根据认知计算算法而非神经元组织结构来设计芯片,在精准数值计算上拥有(yǒu)出色能(néng)力,也取得了非常显著的成果。但是,其计算单元与存储单元分(fēn)离的架构,限制了它的计算速度和能(néng)耗效率。比如AlphaGo在下棋过程中约消耗了1兆瓦的電(diàn)能(néng),相当于一天约100户家庭的供電(diàn)量。相比之下,包含超过1000亿个神经元的人脑,消耗的功率仅20瓦。因此,深度學(xué)习加速器这种类型的类脑芯片,在诸多(duō)方面都不太可(kě)能(néng)取代人脑。
刘琦岩认為(wèi),相比之下,另一种类型的类脑芯片——神经形态芯片是从结构层逼近生物(wù)大脑,侧重于参照人脑神经元模型及其组织结构来设计芯片结构,其突出特点在于处理(lǐ)感知、认知和决策等复杂问题时,拥有(yǒu)更高的算力密度和能(néng)耗效率。
“不过,目前的神经形态芯片还处于粗浅的模仿人脑阶段,電(diàn)脑和人脑在知识的表达、储存、处理(lǐ)和应用(yòng)等方面差距较大。加上目前人类对自己大脑的了解并不深入,模仿人脑的工作还处于非常初级的阶段。”刘琦岩表示,因此,类脑芯片的研发工作现在只是刚刚起步,更不用(yòng)说取代人脑。但是,一些重复、高度规范化的工作将会被机器取代,将人类解放出来开展更有(yǒu)创造性的工作。
在谈到合成生物(wù)學(xué)技术有(yǒu)可(kě)能(néng)带来的生物(wù)安全以及生物(wù)伦理(lǐ)等问题时,刘琦岩坦言,合成生物(wù)學(xué)对人类科(kē)技、经济、社会发展意义重大。但是,合成生物(wù)學(xué)的不确定性与不可(kě)控性的本质特征决定了它在带给人类变革性受益前景的同时,也存在诸多(duō)伦理(lǐ)争议如用(yòng)于人类增强目的的“定制婴儿”,以及生物(wù)安全隐患。
在刘琦岩看来,為(wèi)了有(yǒu)效防范风险,全球各國(guó)政府应达成共识,更加关注合成生物(wù)學(xué)带来的生物(wù)安全隐患,共同建立一套针对合成生物(wù)學(xué)的生物(wù)安保风险的强效、可(kě)执行的监管办法。比如,按照风险的紧急和危害程度拟定评估框架,相关机构采取灵活的生物(wù)和化學(xué)防御战略,加强公共卫生基础设施建设以充分(fēn)预防潜在的生物(wù)攻击。对于任何合成生物(wù)的研究必须满足规定的安全要求和遵守严格的安全程序。建立标准化合成生物(wù)元件库并实施严格管控,按生物(wù)元件功能(néng),进行生物(wù)元件的安全性评级,对于具有(yǒu)安全风险的元件进行标签设计并限制其信息公开。
原标题:《类脑芯片、量子信息等入选“未来产业创新(xīn)的前沿领域”》