当脑科学研究与未来机器人技术展望
研究脑科学的难点和未来方向的探讨

研究脑科学的难点和未来方向的探讨随着科技的不断进步,人类对于人类自身神经系统的了解也越来越深入。
脑科学这个相对新兴的领域,因其关注的是人类内在活动的本质,对于研究人类的神经系统,历来是一个充满挑战的领域。
本文就来探讨一下,研究脑科学的难点和未来发展方向。
一、大脑结构复杂,信息处理方式不同人类大脑是内部系统复杂的器官,包含超过1000亿个神经元和超过1000万亿个突触。
这种惊人的数值是我们难以想象的,大脑的结构和功能深厚、复杂、多变。
根据大脑的构造,我们可以将其分成左右两个半球,以及各种各样的皮质区域。
不同脑区负责不同的功能,比如控制肢体运动的运动皮质、处理视觉信息的视觉皮质等。
大脑各个皮质之间和与其他神经结构之间互相连接,形成了异常复杂而精密的网络。
而大脑处理信息的方式也非常多样化。
如何发现并研究这些信息的处理方式,也是脑科学家所面临的重要问题。
二、神经系统的可逆性另一个让人感到困惑的问题是神经系统的可逆性。
类似于恢复绝定的肌肉或骨骼损伤,人们已经尝试过使用药物或电磁刺激来刺激神经元的成长和连接,以增强神经系统的功能和处理能力。
在某些方面,如在神经元的再生和可塑性方面,还是可以取得一些进展。
但是,大脑信号的调整和取消,以及想要恢复正常的神经元或突触可能是不可逆的,这一点相对来说是一个比较普遍的问题。
三、新兴技术的出现近年来,一些新兴技术的出现为人类探究神经系统带来了新的希望。
比如说,非侵入性的脑机接口技术能够通过监测头皮上电信号,实现将人类的意思转化成计算机操作,如进行大规模的运动控制或者人脑机的翻译等。
这种技术的出现,形式上对科研人员的研究测量和数据采集带来了极大的便利。
在新型神经功能成像技术方面,也有了很多的进展。
没有切口也不需要注射,基于激光光子技术的光学成像可以捕捉心理应激和学习行为的多个方面,还可以与其它技术结合使用。
这些先进的技术可以让我们更加及时捕捉到人类大脑活动的本质。
四、未来方向与前景对于脑科学的未来发展,可以预测的是,在突破神经系统局限性和困难(比如如何向小型动物或人类试验)方面,制造更精确、功能特异的工具,生成更有利的研究结果以及更加精细的模型显然是所需要的。
机器人技术发展趋势及未来应用展望

机器人技术发展趋势及未来应用展望随着科技的飞速发展,机器人技术正成为当今社会的热门话题。
机器人的发展迅猛,应用领域也越来越广泛。
本文将探讨机器人技术的发展趋势,并展望其未来的应用前景。
一、机器人技术的发展趋势1. 人工智能与机器学习的融合机器人技术领域最重要的发展趋势之一是将人工智能与机器学习相结合。
通过机器学习算法的应用,机器人可以自动学习和适应环境,提高自身的智能程度。
这将使机器人能够更好地理解和响应人类指令,实现更自主和智能的操作。
2. 感知能力的增强目前,机器人的感知能力仍然局限于有限的范围,例如通过传感器感知周围环境。
然而,未来机器人的发展将集中在增强感知能力上,例如更敏锐的视觉感知、听觉感知和触觉感知。
这将使机器人能够更好地感知和理解环境,从而更好地与人进行交互。
3. 云计算的应用随着云计算技术的成熟和普及,机器人将能够利用云计算资源进行更复杂和高性能的计算。
通过与云服务器的连接,机器人能够获取大量的数据和计算能力,从而提高自身的处理速度和决策能力。
这将为机器人的功能和服务提供更大的潜力。
4. 机器人的机械结构优化机器人技术的发展趋势之一是通过改进机械结构来提高机器人的运动灵活性和精准度。
例如,采用先进的材料和设计技术,可以使机器人的关节运动更自然、更流畅。
此外,机器人的机械结构也将更加轻便和紧凑,从而实现更高的效率和可靠性。
二、机器人技术的未来应用展望1. 工业制造业机器人在工业制造业中的应用将愈发广泛。
自动化的工厂不仅能提高生产效率,还能降低人力成本和资源浪费。
未来,智能工厂将采用更多的自主决策机器人,他们能根据实际需求自主安排工作流程,实现高效率的生产。
2. 医疗保健机器人技术在医疗保健领域的应用前景巨大。
例如,机器人外科手术助手已经开始在医院中使用,帮助医生进行精确和微创的手术操作。
此外,机器人也可以用于护理老年人和患病者,提供日常生活的支持和照顾。
3. 交通运输未来机器人在交通运输领域的应用将极具潜力。
脑科学的发展历程和未来展望

脑科学的发展历程和未来展望从古至今,人类一直在探索心灵和大脑的奥秘。
脑科学是从20世纪初开始迅速发展起来的,它凭借着一系列的科学研究和技术创新,让我们对于大脑的认识有了前所未有的突破和提高。
本文将介绍脑科学的发展历程和未来展望。
一. 脑科学的发展历程脑科学的起源可以追溯到古希腊时期,希波克拉底就曾用“大脑是思考的器官”来描述人的成长过程。
但是,真正的脑科学是在现代科学的背景下才逐渐形成的。
脑科学的发展历程可以分为以下几个时期:1. 神经解剖学时期神经解剖学时期可追溯至17世纪,著名的神经解剖学家威廉·海姆斯在19世纪中期通过解剖大脑,提出了大脑神经元的假设,并将其称为“神经元说”。
此外,随着显微镜的发展,使人们对神经元和突触的形态有了更为准确的认识。
2. 神经生理学时期神经生理学时期始于19世纪末期和20世纪初期。
经典的意识实验(例如,伦敦帕金森的实验)探索了大脑区域对于行为和经验的作用。
此外,提出了“信息带”的概念,即神经元之间通过电信号来传递信息的机制。
3. 神经心理学时期神经心理学时期始于20世纪中期,随着心理学研究的发展,人们开始关注大脑在认知与行为方面的作用。
神经心理学尤其关注来自神经系统的信息在认知、情绪、行为中的交互作用。
4. 认知神经科学时期认知神经科学(CNS)始于20世纪70年代,其基本思想是通过在认知任务中探索神经活动和大脑结构的关系,来研究认知过程。
近年来,CNS领域涉及神经影像学等领域,实现了结构成像、功能成像及定量成像等方法,这些方法都极大地推动了认知神经科学的发展。
二. 脑科学的发展趋势现在的脑科学已经取得了很多重要的成就,但还有许多领域要继续探究。
以下是脑科学未来的发展趋势:1. 神经技术的发展传统的神经技术包括脑电图(EEG)和磁共振成像(MRI)等,但这些技术仅仅是对大脑的观察。
新兴的技术,如超声脑成像、光遗传学和光热效应成像等神经技术,承诺进一步揭示大脑活动的细节。
脑科学与人工智能的融合与发展

脑科学与人工智能的融合与发展近年来,随着技术的不断进步,脑科学和人工智能两个领域也在迅速发展。
两个领域之间有着很紧密的联系,因为它们都是研究大脑智能的科学。
脑科学和人工智能的融合将会给人类带来前所未有的机遇和挑战,这正是我们所需要关注和探讨的。
1. 脑科学和人工智能的异同脑科学和人工智能两个领域都探究着大脑的推理、决策、行动和记忆等方面的问题,但方法和研究对象却有着很大的不同。
脑科学主要通过观察、实验证明、影像技术等方式,研究人脑的基本构造和功能,并试图揭示人类思维的本质和机制。
人工智能则是通过模拟人类的思维和行为方式,构建智能系统来解决实际问题,研究的是如何让计算机像人类一样思考和行动。
尽管两个领域的方法和研究对象不同,但它们在理论和技术的交叉方面具有很大的潜力和价值。
脑科学可以为人工智能提供基本的认知原理和计算模型,而人工智能则可以为脑科学研究提供数据分析工具和模拟技术。
2. 脑机接口技术脑机接口技术(Brain Machine Interface,BMI)是一种将大脑信号转换为计算机可读的形式,从而实现人脑与计算机的直接交互和互动的技术。
脑机接口技术具有极大的潜力,可以为医学、可穿戴设备、娱乐和教育等领域提供前所未有的机会和挑战。
脑机接口技术的发展需要脑科学和人工智能两个领域的革新和融合。
脑科学需要利用先进的影像技术和记录方案,获取更准确、更详细、更实时的大脑信号数据。
人工智能则需要利用强大的数据分析和学习算法,从大量的脑信号数据中提取有用的信息,实现精确的控制和模拟。
3. 人工神经网络人工神经网络(Artificial Neural Network,ANN)是模拟大脑神经组织和功能的人工智能系统,通过模仿生物神经元之间的联接和信号传递方式,实现计算机的自主学习和智能行为。
人工神经网络是人工智能领域发展的重要组成部分,被广泛应用于图像识别、语音处理、数据分析和控制系统等方面。
人工神经网络的研究需要脑科学和人工智能领域之间的深刻合作。
脑科学与人工智能的结合及其应用前景

脑科学与人工智能的结合及其应用前景近年来,人工智能技术的发展给人们的生活带来了极大的改变,从机器翻译到智能家居,从自动驾驶到智能语音助手,各种实际应用层出不穷。
然而,尽管人工智能领域的技术不断进步,但要真正实现人工智能的强人工智能,却依然面临着诸多困境。
在这一背景下,脑科学的研究逐渐引起关注,并有着极大的发展潜力。
本文将探讨脑科学与人工智能的结合及其应用前景。
一. 脑科学与人工智能的结合脑科学是研究人类大脑结构和功能的学科,它的主要目的是理解人脑的工作原理。
而人工智能的目标是在计算机中实现人类智能的各种形式,例如语音识别、自然语言处理、计算机视觉、强化学习等,从而实现人工智能的强人工智能。
在实现强人工智能的道路中,人工智能技术的发展需要脑科学的支持和补充,以更好地模拟人类的思维、认知和行为。
当前,脑科学和人工智能技术正在不断融合,形成了一些交叉学科,如以下几个方面:1. 神经科学和机器学习的相互影响神经科学的研究成果可以为机器学习提供指导,而机器学习的进展将有助于发现新的神经机制和模式识别算法,从而提升神经科学的研究水平。
2. 脑机接口技术的发展脑机接口是将人脑与计算机、机器人等外部设备连接起来的接口技术,它可以实现人与计算机和机器人的直接交互。
例如,脑机接口技术可以让残疾人借助外部设备控制地面上的轮椅、机械臂等,从而增强生活能力。
3. 人脑模拟和仿真人脑模拟和仿真技术将人脑的结构和功能模型转化为计算机程序,从而实现对人脑的仿真和模拟。
这种技术可以为人工智能技术的进展和发展提供新的思路和方向。
二. 脑科学与人工智能的应用前景脑科学与人工智能的结合将产生许多重要的应用和前景。
以下列举几个重要的领域:1. 医疗保健目前,人们在医疗保健领域面临着巨大的挑战,例如诊断和治疗疾病的精度和效率都需要进一步提高。
结合脑科学和人工智能技术,医疗保健可以得到更好的解决方案。
例如,神经影像学的研究可以通过人工智能算法优化人脑影像的分析,从而提高对病理学的认知和人体结构的准确性等。
未来机器人的发展趋势

未来机器人的发展趋势
未来机器人的发展趋势包括以下几个方面:
1. 智能化:未来机器人将变得更加智能化,能够理解和应对人类的语言和行为。
他们将能够适应不同的环境,并能够学习和改进自己的能力。
2. 人机协作:随着机器人的智能化,人机协作将成为一个重要的趋势。
机器人将不再是简单的工具,而是成为人类的合作伙伴。
他们将能够与人类共同完成任务,提高工作效率和质量。
3. 多功能化:未来机器人将具备更多的功能。
他们将不仅仅是执行特定任务的工具,还能够执行多种任务。
例如,未来的机器人可以同时完成清洁、烹饪和照顾老人等多种功能。
4. 社会化:未来机器人将越来越社会化。
他们将能够与人类进行交流和互动,并能够识别和理解人类的情感。
这将使机器人更容易被人类接受并与人类建立更紧密的关系。
5. 自主性:未来机器人将具备更高的自主性。
他们将能够独立决策和执行任务,不再需要人类的实时指导。
这将使机器人能够更好地适应复杂和不确定的环境。
总之,未来机器人的发展趋势是智能化、人机协作、多功能化、社会化和自主性。
随着科技的不断进步,我们可以预见机器人将在未来的社会中扮演更加重要的角色。
脑科学的研究现状和未来展望

脑科学的研究现状和未来展望脑科学是一门跨学科的领域,它涉及到生物学、心理学、计算机科学、物理学等多个学科,研究的是人类、动物大脑及其神经系统的结构、功能和行为表现。
近年来,随着技术的不断进步和脑科学研究的深入发展,人们对脑科学的研究越来越感兴趣。
下面,本文将从脑科学的研究现状和未来展望两个方面进行阐述。
一、脑科学的研究现状在脑科学的研究中,研究人员们一直致力于探究人类大脑的结构和功能。
近年来,随着技术的不断发展,神经影像技术、单细胞测序等技术的应用使脑科学的研究步入快速发展期。
例如,近年来脑科学领域最激动人心的一项进展是利用光遗传学技术,通过激光刺激蛋白,使实验动物的神经元得到适当刺激,从而产生相应的行为反应。
这种技术被认为是最具前途的非侵入性神经学研究方法。
此外,人们还在尝试使用人工智能技术模拟大脑运作方式,试图通过计算机仿真模拟大脑的行为和认知能力。
除此之外,神经元和突触的研究也是热门领域之一。
神经元是构成神经系统最基本的单位,而突触则是神经元之间进行信号传递的重要结构。
研究人员正试图深入研究神经元的类型、数量以及不同神经元之间的连接方式等,以便更好地了解大脑结构的组成方式。
除此之外,人们还在尝试研究突触的传递方式、调节机制等,以揭示神经元之间信息传递的奥秘。
这些研究成果对于我们更好地理解神经系统的结构和功能,探究思维、意识等基本神经科学问题具有重要的意义。
二、未来展望随着各种技术的不断进步,未来脑科学领域的发展前景广阔。
在未来的研究中,人们将会借助人工智能技术,进行更加精细、系统的大脑仿真和计算。
这将会使得我们在很多领域获得更加准确的理解。
同时,人们将会完成更加高分辨率的神经影像学和神经电生理学技术的开发,不仅能够观察神经元的微观结构,还能够跟踪单个神经元的活动和大脑区域之间的信息交流,从而为治疗神经科学疾病、人工智能和探索思维的物理基础等提供更多的信息和途径。
从另一个角度看,未来脑科学的发展将面临着许多挑战。
智能机器人AI技术的未来发展方向

智能机器人AI技术的未来发展方向智能机器人AI技术一直以来都是人们关注的热点和研究的重点。
随着科技的不断进步和人工智能技术的应用,智能机器人AI技术已经在各个领域取得了重大突破,并且有着广阔的发展前景。
未来,智能机器人AI技术将向着以下几个方向发展。
一、感知与认知技术的进一步提升智能机器人的感知和认知技术是其实现智能化的基础。
未来,随着计算机视觉、语音识别和自然语言处理等技术的不断发展,智能机器人将能够更加准确地感知和理解外界信息。
例如,在视觉方面,机器人可以通过专业的摄像头感知并分析周围环境的变化,并能够识别和辨别物体;在语音识别方面,机器人能够准确地识别人类的语音指令,并能够根据指令做出相应的反应;在自然语言处理方面,机器人可以理解人类语言的含义,与人类进行对话和交流。
二、学习与推理能力的提升智能机器人AI技术的未来发展还将注重其学习和推理能力的进一步提升。
通过机器学习和深度学习等技术,机器人可以从大量的数据中吸取知识,并能够自动对这些数据进行归纳和总结。
未来,智能机器人将可以通过对之前的经验和知识的总结,从而提高自己的学习和推理能力。
例如,智能机器人可以通过学习用户的行为和喜好,为用户提供更加个性化的服务;智能机器人还可以通过自己的推理能力,根据已有的知识进行逻辑推断,从而解决一些复杂的问题。
三、交互与合作能力的加强智能机器人的交互和合作能力对于实现与人类的良好互动至关重要。
未来,智能机器人AI技术将加强机器人的交互与合作能力的研究,实现更加智能化的人机交互体验。
例如,智能机器人可以通过计算机视觉技术和语音识别技术与人类进行非常贴近真实的交互。
机器人可以通过自己的表情和语音表达情感,进一步提升与人类的互动体验。
此外,智能机器人还可以与其他机器人进行合作,协同完成一些复杂的任务。
四、安全与保障技术的加强随着智能机器人的应用范围的不断拓展和规模的不断扩大,安全和保障问题也变得日益重要。
未来,智能机器人AI技术的发展将不仅关注其性能和功能的提升,还将着重解决安全和保障的问题。
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当脑科学研究与未来机器人技术展望近年来,发达国家纷纷发布各自的“脑计划”,而我国也早已对该研究进行布局,并发布了中国版“脑计划”。
各国对于人脑的研究到底进展几何?脑科学研究又对于机器人技术的发展起到了何种关键作用?本文带你笃学一番。
现在,信息通信技术与生物学的融合已经到达了一定高度,所以让研究者们梦寐以求的、能够掌握人类大脑的愿景,有望成为现实。
方兴未艾的“脑计划”2013年6月,美国白宫公布了“推进创新神经技术脑研究计划”;而在同年初,欧盟委员会也宣布“人脑工程”为欧盟未来10年的“新兴旗舰技术项目”;紧接着,2014 年9月,日本科学省亦宣布了大脑研究计划的首席科学家和组织模式。
美国侧重于绘制脑图并试图弄清人脑结构,欧洲则侧重于使用计算机模拟人脑……发达国家纷纷投入巨资,并将各自的“脑计划”提升至战略高度,可见这项工作的意义非常重大。
美国“脑计划”美国的“脑计划”名为“推进创新神经技术脑研究计划”(Brain Research through Advancing Innovative Neurotechnologies,简称“BRAIN”),其进程有可能持续10年之久,以加速研发和应用新技术,使研究者看到脑的动态图景,显示各个脑细胞和复杂的神经回路如何以“思维的速度”相互作用。
“BRAIN”的脑模拟包含以下的研究内容:统计大脑细胞类型,建立大脑结构图,开发大规模神经网络记录技术,开发操作神经回路的工具,了解神经细胞与个体行为之间的联系,整合神经科学实验与理论、模型、统计学等,描述人类大脑成像技术的机制,为科学研究建立收集人类数据的机制,知识传播与培训等。
在欧洲的“人类脑计划”(Human Brain Project)和美国“脑计划”(BRAIN)中,大脑模拟是其重要的内容之一。
美国国家卫生研究院宣布,美国脑计划(BRAIN)将重点资助9个大脑研究领域(见图1)。
这是美国相关政府科研机构首次公布“脑计划”的具体研究和实施细节。
图1 美国脑计划9大重点资助领域欧盟人脑计划欧盟人脑计划(Human Brain Project,简称“HBP”)于2013年入选了欧盟的未来旗舰技术项目,获得了10亿欧元的资金支持,共有26个国家的135个合作机构,数百名研究人员参与此计划,它也成为了全球范围内最重要的人类大脑研究项目之一。
HBP主要任务是对人类大脑进行模拟,即是通过超级计算机的计算来整体模拟人类大脑。
在该项脑模拟计划中,研究者们打算继续开发人类大脑如何全面运作计算机模型。
为实现该模型,研究者需要的是近1000PB的计算机,其能力超过当今超级计算机百倍甚至千倍。
另外,它也将极大地加速人类对人脑结构和功能的全面理解,有助于人类更好地研究大脑疾病并发现更加优化的治疗方案,也会对现在开发基于人脑机理的信息通信技术起到极大的推动性意义。
“欧盟人脑计划”中对神经机器人的研究便是其中的典型代表,在计划开展的前30个月,该计划建设涉及神经信息学、大脑模拟、高性能计算、医学信息学、神经形态计算和神经机器人等6座大型试验与科研基础设施。
可见,神经机器人研究的重要性。
“欧盟人脑计划”的重点领域如下:第一,人脑计划的核心是信息和计算技术。
这一计划将研发神经信息学、脑仿真和超级计算的ICT平台;第二,全新的医学信息学平台将把全世界的临床数据都汇集起来,使医学研究人员得以提取有价值的临床信息,并结合到有关疾病的计算机模型中;第三,仿神经计算平台和神经机器人学(neurorobotics)平台根据脑的构筑和回路研发新型的计算系统和机器人。
在信息和计算技术方面,通过应用云计算和分布数据库技术,再配合互联网和现代密码学,便有可能分析来自世界各处的科学研究与临床数据;通过各种数据挖掘技术和高性能计算,便有可能对大量数据进行分析,并在多个尺度上仿真脑模型,找出缺失之处,并设计新的实验以填补空白。
通过仿神经计算技术则有可能造出更密集、能耗更低的计算装置,并促进神经机器人的研究。
图2 中国脑计划需要重点解决三个层面的认知问题日本脑计划日本也加入了脑模拟的行列。
2013年,由日本和德国的研究人员合作,进行了一次较大规模的人脑神经模拟计算,在该计算中使用了超级计算机K Computer(中文名为“京”)。
当时全球超级计算机世界排名第四的“京”,得出的结果是相当令人振奋的。
当时模拟的是1秒内17.3亿神经细胞的活动情况,共计调用了K Computer的82944个处理器,并且使用了1PB内存进行计算,为数十年后的脑模拟带来了希望。
中国版“脑计划”“中国脑计划”的名称为“脑科学与类脑科学研究”(Brain Science and Brain-Like Intelligence Technology),人们简称为“中国脑计划”。
该计划主要有两个研究方向:以探索大脑秘密、攻克大脑疾病为导向的脑科学研究,以及以建立和发展人工智能技术为导向的类脑研究。
该计划将作为我国六个长期科学项目工程中的一个重要项目,被国家政府长期资助,资助时间达到15年之久(2016-2030年)。
作为“中国脑计划”要解决的问题,以下三个层面的认知问题是重点:包括大脑对外界环境的感官认知,即探究人类对外界环境的感知,如人的注意力、学习、记忆以及决策制定等;对人类以及非人灵长类自我意识的认知,通过动物模型研究人类以及非人灵长类的自我意识、同情心以及意识的形成;对语言的认知,探究语法以及广泛的句式结构,用以研究人工智能技术。
2015年9月1日,“脑科学研究”的专项计划在北京市科委正式启动。
会上饶毅、王拥军、王晓民等20余位脑科学研究专家参与。
会上发布了《北京市科学技术委员会“脑科学研究”专项实施方案》。
该计划提出未来两个五年发展目标:到2020年,北京市科委将推动脑科学重大共性技术研究中心建设,形成跨部门、跨学科的“脑认知与脑医学”研究支撑平台,建成支撑“脑认知与类脑计算”基础研究和技术研发的公共平台。
着力突破脑疾病领域关键技术,尽快实现成果转化惠及于民,提升人民脑健康水平。
同时,会上提出了北京脑计划的重点任务:建立四大类脑计算研究平台,营造类脑计算的基础研究环境;研制两类类脑计算核心芯片,掌握类脑计算技术主动权;实现三类典型类脑智能应用,在大规模智能应用中发挥关键作用。
为保障脑科学研究专项的顺利实施,北京市科委给予了大力支持,建立以专家团队为核心的组织模式,成立以国内外专家组成的专家指导组,包括专项总体组和专家指导组。
充分发挥人才作用,形成一批基础性、战略性研究成果,并将建立多方协同创新的工作机制,不仅鼓励北京大学、清华大学、中国科学院、首都医科大学等核心科研机构内部整合力量,更支持在北京地区用新体制、新机制整体构建跨地区、跨部门的“脑科学协同创新研究中心”。
上海也紧随其后,开展了相应的脑计划研究。
上海脑计划主要关注人脑科学研究领域的以下几个内容:一是以脑神经研究、神经外科治疗等为切入点,配套协助国家脑科学卓越创新中心的相关工作;二是争取建设成为亚洲最大的精神疾病治疗中心;三是将脑科学研究与智能机器人研究有效结合;四是提升研究机构和人员的数量和水平。
由复旦大学、上海交通大学、华东师范大学、上海纽约大学四所大学牵头,联合一批高校和科研院所以及企业开展。
该计划将对接“中国脑计划”,并培养一批优秀的年轻科学家。
上海市政府已将脑科学与人工智能列为本市重大科技项目,作为建设科技创新中心的重要举措。
复旦大学牵头成立了“脑科学协同创新中心”,推进脑科学研究和转化应用,积极推进和参与“上海脑计划”的实施。
“上海脑计划”未来主要目标在如下几个方面:解析复杂数据、模拟脑工作,探究记忆、学习、决策等原理,模拟智能交互,进行大数据挖掘,开展智能医疗诊断等。
近年来,脑科学与类脑智慧已经成为世界各国研究和角逐的热点。
美国、欧盟相继启动相关研究计划,中国政府也高度重视。
在国家大力推动创新驱动的背景下,“中国大脑”计划获得了政策大力扶持。
脑计划对我国基础脑科学技术研究平台有很大的提升,这些技术体现在神经标记和神经环路示踪技术、大脑成像技术、神经调节技术、神经信息处理平台等方面。
此外,该项目有望建立一个脑图像国家平台,一个有关大脑功能失调的血液生物库和大脑生物库以及大脑健康训练和教育中心,对于基础脑科学研究来说,由此带来的效应非常明显。
中国执行脑计划拥有诸多方面的优势,例如中国灵长类动物种类和数量十分丰富,在非人灵长类脑疾病模型上也处于世界领先地位等。
除了能够促进基础脑科学外,“中国脑计划”还有益于我们对大脑疾病的探索。
该计划一旦落实,未来通过分子、影像以及相关标记物,我们即可在大脑疾病的早期诊断和干预上发挥重要作用,通过大脑疾病的遗传、表观遗传以及病理性功能失调等方面的研究,掌握大脑疾病的发生机制。
脑科学研究与未来机器人紧密关联脑计划的开展是未来机器人发展的动力。
脑计划的开展对机器人相关技术的发展也起到了促进作用。
随着欧、美、日相继启动各种人脑计划,中国也将全面启动自己的脑科学计划。
类脑计算和人工智能研究是“中国脑计划”的重要组成部分,而机器人是其一个重要的研究方向。
设计类脑芯片和类脑机器人,研发类脑人工智能硬件系统,从各种智能可穿戴设备到工业和服务机器人。
可见脑计划推动了硬件方面机器人的发展。
机器人的视觉系统技术就是典型案例之一。
机器视觉系统是指用计算机来实现人的视觉功能,换句话说就是用计算机来实现对客观的三维世界的识别。
人类视觉系统的感受部分是视网膜,而视网膜就是一个三维采样系统。
三维物体的可见部分首先是投影到视网膜上,之后人们才按照投影到视网膜上的二维的像来对该物体进行三维理解。
三维理解包括对被观察对象的形状、尺寸、离开观察点的距离、质地和运动特征等的理解。
机器人视觉系统主要是利用颜色、形状等信息来识别环境目标。
以机器人对颜色的识别为例:当摄像头获得彩色图像以后,机器人上的嵌入计算机系统将模拟视频信号数字化,将像素根据颜色分成两部分,即感兴趣的像素(搜索的目标颜色)和不感兴趣的像素(背景颜色)。
然后,对这些感兴趣的像素进行RGB 颜色分量的匹配。
为了减少环境光强度的影响,可把RGB颜色域空间转化到HIS等颜色空间。
机器人视觉系统主要由三部分组成:图像的获取、图像的处理和分析、输出或显示。
图像的获取实际上是将被测物体的可视化图像和内在特征转换成能被计算机处理的一系列数据,它主要由三部分组成:照明、图像聚焦形成、图像确定和形成摄像机输出信号。
视觉信息的处理技术主要依赖于图像处理方法,它包括图像增强、数据编码和传输、平滑、边缘锐化、分割、特征抽取、图像识别与理解等内容。
经过这些处理后,输出图像的质量得到相当程度的改善,既改善了图像的视觉效果,又便于计算机对图像进行分析、处理和识别。