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大脑在云端的机器人

时间: 2017-08-04阅读:


原文作者:Bill Huang

译者:李凌

图片来源:ViaframeGetty Images

概要:人脑由大约1000亿个互连神经元生物电路组成。我们的大脑重约1.5公斤(约3.5磅),要消耗大约40瓦的功率。


并不是指每个机器人都拥有自己的“大脑”,而是他们可以共享一个单一的远程大脑。

  

尽管我们在人工智能和机器人技术中投入了许多,并取得了飞速的发展,但即便是在可预见的将来,我们仍然不能将与人类相似的大脑放入机器人中。这实际上是个物理学的问题。


人脑由大约1000亿个互连神经元生物电路组成。我们的大脑重约1.5公斤(约3.5磅),要消耗大约40瓦的功率。若是用当今世界上最先进的基于硅的数字技术构建一个同样的“大脑”将导致计算机比原先重100万倍,并且将耗费百万倍的功率!这相当于10万座中等城市的电力消耗。


那么,为什么会有这样的区别呢?我们的大脑电路使用钠离子来传导电流,电流以微微安(10-9 A)为单位进行计量。但计算机电路则是使用电子传导电流,以微安(10-6A)为单位进行计量。由于功率与电流的平方是成正比的,即P = I2R,所以电脑的消耗量是人脑的百万倍。


有趣的是,这其间还存在着一种折中的方案,因为电子比硫离子小得多并且质量更轻。一个电子的游动速度是硫离子的一百万倍。那么,如果我们可以建立一个电子大脑,那么它的速度可能是现在的一百万倍,能够有效的减少算法。基于这个电子大脑的令人难以置信的运算速度,数百万的机器人可能会去使用它。


由于这种智能大脑并不能在机器人的内部建立,那么,我们是否有办法让它在机器人体外完成?幸运的是,我们现在所处的这个历史时期,让这种设想不仅成为可能,而且是必须要去实现的。实现它们的驱动力便是云计算和移动通信。前者提供情报,后者提供连接。


我们可以将数千台计算机的服务器集中在一起,形成一个巨大的云计算机,其复杂程度可与人脑相比。随着最近人工智能的发展,人工智能的能力已经可以和人类相媲美,并在有些情况下甚至是超过了人类。我们在没有增加重量和功耗限制的情况下,才可以为智能机器人构建云脑。数百万的机器人将共享这个大脑,一起进行训练和学习。


有了云智能,移动网络可实现与众多机器人的连接。人类的大脑使用由神经系统离子制成的神经回路来连接起身体的其他部分。然而与电子产品相比,这是相当慢的,大脑信号需要50-300毫秒才能传递到我们身体各个肌肉和器官。视觉系统是大脑最快的操作,从眼睛接收到信号并传达到大脑,延迟时间大约为30ms。相比之下,大脑向身体的其他部位发出信号的同等时间内,使用光(光纤)和电磁波等现代通信网络将足以把一条消息发送数万公里。今天的4G LTE移动网络可以发送多个兆比特的信号,而这种信号每秒的传递距离超过数千公里,延迟时间小于100ms。这对于人类感知和机械控制是完全足够的。此外,随着即将到来的5G移动通讯的标准,我们很快就能够将发送的信号性能提高,甚至将其速度提高100倍!因此,移动通信网络将可以作为连接云脑与机器人的神经系统。


我们可以看到,在计算速度上,人脑与人工智能有着与上述内容相同的关系。人脑的运行范围是500到1000赫兹,而如今计算机的运行范围是几千兆赫,中间产生了十万倍的差距!因此,虽然大脑非常小巧、轻便且节能,但其运行速度比计算机慢,传输速度也比现有的移动网络慢。因为未来的网络运行速度将超出人类的掌握,所以我可以这样认为:未来的网络建设者将不再是人类,而是我们当中的机器。机器人的视觉、语言、分析和其他功能将利用已知云世界中的智慧。


虽然云机器人可能会拥有类似于人类的智慧和连通性,但还有一些事项是我们必须去优先解决的。其中,首要的就是安全。显然,新的超高的可靠性能对云机器人是否能成功有着至关重要的作用。用户必须保证机器人每时每刻都在绝对的控制之下。如果这个绝对控制受到影响,那么它将立即被检测到,同时相关的机器人将被禁用。


天赋异禀的云机器人将在不久的将来成为我们世界不可分割的一部分。移动网络将能够拥有与人类交互相似的性能。科学家和工程师在目前已经取得了大幅度的进展,但是当我们接近人类智力的基准时,我们很难想象还有什么是比我们即将要创造出来的东西更让人兴奋的了。

 

本文系网易新闻&网易号“各有态度”特色内容


原文链接:https://blogs.scientificamerican.com/observations/robots-with-their-heads-in-the-clouds/


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