「新智元」《西部世界》更进一步，“人工智能”之上的类人类嗅觉初步实现( 三 )

人脑又是人体上最神奇的器官。
人的大脑大概有1000亿个神经元， 1000万亿个突触，能够处理复杂的视觉、听觉、嗅觉、味觉，具有强大的语言能力、理解能力、认知能力、情感控制、人体复杂机构控制、复杂心理和生理控制能力。
而所有这些复杂的大脑功能，加在一起的功耗只有10~20瓦。
“鬼斧天工”一样的存在。

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人类发展人工智能的终极目标是模拟人脑，让机器来帮助我们完成各种人脑的分析、判断和决策功能，具备人的各种感知世界的能力。
过去几十年，人工智能的大部分发展都集中在视觉（机器视觉）和听觉（语音识别）上，而且大多数情况下已经可以达到95%以上的准确率。这背后的原因，跟这两个领域的数据比较丰富、相对规范和容易获得有关。
而嗅觉这一领域，正在成为新的人工智能攻坚阵地。
虽然该领域受制于嗅觉数据量比较小、标注不容易标准化等因素，过去进展乏善可陈，但最近随着类脑计算技术的发展，也正在取得令人振奋的进展。

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在人工嗅觉这个领域，有一个根本的问题需要回答：
用人工智能来模拟人类的嗅觉，最佳的方式应该应该是什么样子的？
虽然之前曾经有过类似的嗅觉仿生产品，比如机场海关经常用到的手持爆炸物检测仪器，能够直接检测到爆炸物释放出来的微粒或者气味分子，但是本质上只是化学传感器，并没有模仿人类大脑的嗅觉机制。
另外在此项英特尔和康奈尔大学的研究之前，也有一些利用人工智能和深度学习来进行人工嗅觉研究的报道，但是它们普遍都需要用到大量的数据（是英特尔Loihi芯片训练样本数量的3000倍以上）来进行训练，同时也要消耗极高的计算资源和很长的时间来完成。另外，它们的人工智能模型经常会在遇到全新的类型目标时出现识别失败。
可以说，这些人工嗅觉方面传统的人工智能研究工作，并不吻合人脑嗅觉运行的本质，所以不应该被视为真正的类脑嗅觉计算。
说到这里，一个越来越被业界接受的共识，呼之欲出：
用人工智能来实现人类的嗅觉功能，必须就要像人类的嗅球神经元一样工作，而且用极低的能量消耗和极小的数据就能完成。

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英特尔和康奈尔大学合作的这项工作，是真正尝试去模仿人类嗅觉系统对气味的感知，会如何诱导大脑产生出相应的学习和识别机制，意义与之前的人工嗅觉研究完全不一样。
英特尔开发的神经拟态芯片（Loihi芯片），真正回答了如何在低成本、数据量很少、功耗很低的背景下来解决气味辨识的问题。
在一个Loihi芯片上构造了这样复杂的系统，它的功耗却非常低，只是毫瓦级别，所以无论是进行训练还是识别都不需要消耗太多电力。这种低功耗的绝佳特点大有用武之地：我们可以把它做成类似于“电子鼻”的小物件，也可以把它扩展后去识别很多种类的气体。
英特尔 Loihi 芯片架构与传统的CPU、GPU甚至深度学习芯片TPU相比，都更加接近于大脑的工作机制。这种新形式的芯片有潜力完成目前的AI系统无法完成的任务，或者同样的任务可以实现更快的速度和更低的功耗。
这一突破，今后应该有潜力广泛的应用在反恐、缉毒和医学检测等各种场合。

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只有理解了人的大脑回路如何用计算的方式解决嗅觉这样的问题，才有助于设计出真正有效的“类脑智能” 。