“一位七旬科學(xué)家的“神經(jīng)形態(tài)”突圍。

自古以來，研制智能機(jī)器一直是人類夢寐以求的目標(biāo)。計算機(jī)的誕生讓這一夢想的曙光驟然熾烈，然而很快人們便意識到：盡管它擁有強(qiáng)大的存儲能力和閃電般的運(yùn)算速度，卻無法感知世界，也難以產(chǎn)生靈感。

如今，人工智能正站在新的十字路口——舊有范式日漸疲態(tài)，有學(xué)者提出了第三代人工智能。這種新型人工智能已不再僅僅是工具，而是無限逼近人類智慧的存在。如果說當(dāng)前的AI猶如一位勤奮的“做題家”，那么被譽(yù)為“下一代人工智能”的類腦智能則更像一位“悟道者”。它從人腦結(jié)構(gòu)和神經(jīng)機(jī)制中汲取靈感，致力于打造更貼近人類思維方式的智能系統(tǒng)。

實(shí)際上，這一研究方向在學(xué)術(shù)界已有探討，但在實(shí)際應(yīng)用中卻鮮有落地。數(shù)據(jù)猿在成都發(fā)現(xiàn)了一支團(tuán)隊——一位退休的科學(xué)院科學(xué)家，因軍工光電跟蹤領(lǐng)域“環(huán)境瞬變、目標(biāo)瞬失”的行業(yè)難題，選擇在退休后再次創(chuàng)業(yè)。起初，他們僅希望解決軍事領(lǐng)域的問題，但隨著研究的深入，發(fā)現(xiàn)“類腦”技術(shù)的研發(fā)猶如推開了一扇更為廣闊的大門，其在各行各業(yè)皆有望成為新的生產(chǎn)力引擎。

“為什么人眼可以，機(jī)器不行？”

70旬科學(xué)家all in“類腦”技術(shù)

凌晨4點(diǎn)的成都，街燈依然閃爍，一位年逾七旬的老人已悄然打開電腦，開始伏案工作——他就是吳欽章，中國科學(xué)院光電技術(shù)研究所的退休研究員。退休后，他依然10年如一日堅持這樣的作息，雖已退休，卻又毅然重返技術(shù)前沿，投身創(chuàng)業(yè)，執(zhí)著追求“類腦”技術(shù)。

追溯吳欽章的職業(yè)生涯，他出生于山東，后來到四川成都，在中國科學(xué)院光電技術(shù)研究所任職，曾擔(dān)任光電探測技術(shù)研究室主任、中國科學(xué)院研究生院（今中國科學(xué)院大學(xué)）兼職教授及博士生導(dǎo)師，主要研究方向涵蓋計算機(jī)應(yīng)用技術(shù)、光電系統(tǒng)集成以及高速圖像獲取與處理等領(lǐng)域。

吳欽章長期深耕于光電探測技術(shù)領(lǐng)域，在其職業(yè)生涯中，他敏銳發(fā)現(xiàn)了技術(shù)一大痛點(diǎn)，即在很多領(lǐng)域“卡脖子”的問題：在光電跟蹤測量設(shè)備的研制過程中，環(huán)境變化常常導(dǎo)致無法對目標(biāo)進(jìn)行實(shí)時提取與識別。無論是雨天、霧天還是強(qiáng)光干擾，這些因素都會使機(jī)器“眼睛”失效，從而嚴(yán)重影響軍事、航天和高端制造等領(lǐng)域的發(fā)展。

光電跟蹤測量設(shè)備

2017年，懷揣著讓光電跟蹤設(shè)備在任何環(huán)境下都能像人眼一樣精準(zhǔn)鎖定目標(biāo)的執(zhí)念，吳欽章毅然決然地踏上了創(chuàng)業(yè)之路。他在成都創(chuàng)立了康吉笙科技。該公司的成立初衷，正是致力于研究在各種復(fù)雜環(huán)境下均能穩(wěn)定可靠地提取和識別目標(biāo)的技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)光電裝備對目標(biāo)的自動跟蹤測量。

“最初，我們以為優(yōu)化算法就能解決問題。但現(xiàn)實(shí)很殘酷——無論怎么調(diào)整參數(shù)，機(jī)器還是認(rèn)不出復(fù)雜環(huán)境下的目標(biāo)。”吳欽章在采訪時提到，自己是為何一步步走到“類腦”技術(shù)的研究方向。

“最初，我們的認(rèn)知較為淺顯，走了不少彎路，僅限于對現(xiàn)有算法進(jìn)行綜合分析與改進(jìn)，并反復(fù)進(jìn)行了大量試驗(yàn)，但始終未能達(dá)到預(yù)期效果，無法自動適應(yīng)瞬息萬變的環(huán)境?！笔觊g，吳欽章自述承受了巨大壓力，公司前期運(yùn)轉(zhuǎn)資金全靠身邊朋友籌措，由于一直未能實(shí)現(xiàn)科研項目目標(biāo)，吳欽章一度心灰意冷，心生放棄的念頭。

迷茫之際，他開始思考如何找到一種能夠適應(yīng)各種環(huán)境變化的機(jī)制?！爸钡接幸惶欤覇柫俗约阂粋€問題：‘為什么人眼可以，機(jī)器不行？’這一思考改變了我們的研究方向。于是，我們轉(zhuǎn)向研究人腦的視覺機(jī)制?！?/p>

吳欽章說，人眼不依賴海量數(shù)據(jù)訓(xùn)練，卻能瞬間識別目標(biāo)，靠的是大腦的“應(yīng)變神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”——它能在微觀層面處理光量子信息，自動適應(yīng)環(huán)境變化。如果能把這個機(jī)制賦予機(jī)器，問題不就迎刃而解了嗎？

為此，團(tuán)隊開始對人眼與大腦如何在復(fù)雜環(huán)境下識別各類目標(biāo)進(jìn)行長期深入研究?！拔覀儚?qiáng)烈感覺到在大腦中存在一種針對空間的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，這種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)能夠自動適應(yīng)空間變化?？臻g變化，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)也將隨之做出相應(yīng)的變化?！?/p>

眼睛與大腦之間的關(guān)系（供圖來自受訪者）

仿人的大腦空間神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)變機(jī)制，是目前卡脖子技術(shù)，該技術(shù)模擬人的眼睛與大腦，對微觀的各種能量波，進(jìn)行量化為高維度能量量子，再將這些能量量子投射到大腦空間神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)上，大腦空間神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)就會在相應(yīng)區(qū)域形成凸凹起伏的能量場，大腦識別這些能量場，就產(chǎn)生了對三維空間的各種物體的感知。

正如眼睛與大腦的緊密關(guān)系。

采訪中，吳欽章以桌上的茶杯為例，闡述了眼睛面對的是高維空間的各種能量波。當(dāng)這些不同維度的能量波傳遞到眼睛時，眼睛會將它們進(jìn)行量化，轉(zhuǎn)化為具體的能量值，即我們今天所說的“量子”。隨后，眼睛將這些能量量子傳遞至大腦的空間神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。在大腦空間神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的相應(yīng)區(qū)域，便會呈現(xiàn)出凹凸起伏的變化，這些變化區(qū)域形成了不同的能量場，而這些能量場共同構(gòu)建了物體的三維空間。因此，可以認(rèn)為大腦的空間神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)成功連接了微觀與宏觀世界，在大腦中建立起一個有序的三維空間體系。

研發(fā)“類腦”自適應(yīng)視覺圖像處理技術(shù)

讓機(jī)器“像人一樣思考”

在吳欽章看來，視覺空間的真正智能并非源自“大數(shù)據(jù)喂養(yǎng)”，而在于具備“像人一樣思考”的能力——這正是康吉笙的核心技術(shù)，也是它致力于攻克的難題。

那么，問題來了，如何將眼睛與大腦對視覺空間的處理方法賦予機(jī)器？據(jù)吳欽章介紹，公司效仿大腦的空間神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，研究了一種基于空間神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)變機(jī)制，經(jīng)反復(fù)試驗(yàn)該機(jī)制能夠適應(yīng)外界復(fù)雜環(huán)境的變化，公司將此技術(shù)稱為：“類腦”自適應(yīng)視覺圖像處理技術(shù)。

相比來看，傳統(tǒng)的普遍性應(yīng)用技術(shù)存在局限性，比如，目前普遍應(yīng)用的技術(shù)是基于“神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”的深度學(xué)習(xí)和大模型技術(shù)，局限性是不能適應(yīng)運(yùn)動目標(biāo)在各種環(huán)境下的變化，尤其對于弱小目標(biāo)、低對比度、復(fù)雜環(huán)境多目標(biāo)的情況。尤其是在視覺圖像領(lǐng)域，若運(yùn)動目標(biāo)的環(huán)境瞬息萬變，很難獲得各種情況下的高質(zhì)量訓(xùn)練樣本，又比如，視覺圖像隨機(jī)變化，沒有固定規(guī)律可循，很難訓(xùn)練出能適應(yīng)各種“隨機(jī)變化”的模型。

而現(xiàn)有的技術(shù)，無需訓(xùn)練：直接模擬人腦的先天識別能力，軍事、安防等敏感領(lǐng)域無須再擔(dān)心數(shù)據(jù)泄露。其次，算力極低，僅需一塊FPGA芯片即可運(yùn)行，功耗僅為傳統(tǒng)AI的萬分之一，并且能夠在復(fù)雜環(huán)境下進(jìn)行適應(yīng)和對物體進(jìn)行鎖定。

實(shí)現(xiàn)邏輯：微觀空間能量波——眼睛——能量量子——空間神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)——能量場——大腦——三維空間物體

那么，基于對大腦的“自然智能生成機(jī)制”的分析?？导系难芯勘闶菢?gòu)造了仿大腦的物體本征生成機(jī)制。研究出了“類腦”自適應(yīng)視覺圖像處理技術(shù)。經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明，該技術(shù)類似于人的眼睛，在“類腦"的指控下，對各種環(huán)境的視覺圖像都能快速、準(zhǔn)確地找到目標(biāo)。

將算法固化至低功耗神經(jīng)形態(tài)芯片中，

有望降低AI模塊的功耗與成本

采訪中，吳欽章提到，其“類腦”自適應(yīng)視覺圖像處理技術(shù)已完成算法開發(fā)，算法的正確性已在計算機(jī)上得到驗(yàn)證。后續(xù)將移植至單板機(jī)或芯片，植入各類機(jī)器，構(gòu)建真正的“機(jī)器腦”。這項技術(shù)未來有望在多個領(lǐng)域釋放巨大價值，涵蓋軍事裝備、工業(yè)檢測、智能駕駛等領(lǐng)域。

根據(jù)2025年7月26日最新消息，國家知識產(chǎn)權(quán)局信息顯示，四川康吉笙科技有限公司成功獲得“基于類腦處理的視覺圖像處理方法”的專利。

實(shí)際上，“類腦”是第三代人工智能中一條備受關(guān)注的演進(jìn)路線，核心思想是借鑒人腦的結(jié)構(gòu)和信息處理機(jī)制，構(gòu)建更接近生物智能的新型計算系統(tǒng)?！邦惸X”（brain-inspired）并不是完全模擬人腦的所有細(xì)節(jié)，而是從大腦的神經(jīng)系統(tǒng)中獲得靈感，設(shè)計出更高效的算法和硬件結(jié)構(gòu)。正如北京大學(xué)信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院教授黃鐵軍所說：“我們造飛機(jī)時也不完全懂鳥類飛行的原理，但可以借鑒其結(jié)構(gòu)”。

此前，中國科學(xué)院院士，清華大學(xué)教授張鈸在2023年世界人工智能大會（WAIC 2023）上指出，當(dāng)前深度網(wǎng)絡(luò)在軍事等高風(fēng)險領(lǐng)域的最大致命缺陷在于“黑箱”——即不可解釋、不可驗(yàn)證。他強(qiáng)調(diào)，下一代人工智能必須引入統(tǒng)計物理和腦認(rèn)知機(jī)制，構(gòu)建可解釋、可自適應(yīng)的新一代理論與方法，否則將無法將AI真正應(yīng)用于關(guān)鍵決策，“第三代人工智能路線”的概念也應(yīng)用而生。

此前，在紀(jì)念《中國科學(xué)》創(chuàng)刊70周年的?？校瑥堚撛珜懸浴哆~向第三代人工智能》為題的署名文章。在這篇文章中，張鈸指出，人工智能在60多年的發(fā)展歷史中，一直存在兩個相互競爭的范式，即符號主義與連接主義。符號主義（即第一代人工智能）到上世紀(jì)80年代之前一直主導(dǎo)著AI的發(fā)展，而連接主義（即第二代人工智能）從上世紀(jì)90年代逐步發(fā)展，到本世紀(jì)初進(jìn)入高潮，大有替代符號主義之勢。但今天看來，這兩種范式只是從不同的側(cè)面模擬人類的心智（或大腦），具有各自的片面性，不可能觸及人類真正的智能。他提出，為了建立一個全面反映人類智能的AI，需要建立魯棒與可解釋的AI理論與方法，發(fā)展安全、可信、可靠與可擴(kuò)展的AI技術(shù)，即第三代人工智能。

張鈸提出，第三代人工智能的發(fā)展思路是，把第一代的知識驅(qū)動和第二代的數(shù)據(jù)驅(qū)動結(jié)合起來，通過同時利用知識、數(shù)據(jù)、算法和算力等4個要素，構(gòu)造更強(qiáng)大的AI，同時實(shí)現(xiàn)可解釋性和自適應(yīng)能力，從而真正擺脫深度網(wǎng)絡(luò)的“黑箱困境”。

如果按照這樣的理論來說，康吉笙正在研發(fā)的“類腦應(yīng)變機(jī)制”，正是在張鈸提出的“第三代人工智能”路線圖上的一種驗(yàn)證。值得一提的是，將算法固化至低功耗神經(jīng)形態(tài)芯片中，的確有望降低AI模塊的功耗與成本。目前在業(yè)界，也有一些團(tuán)隊也在做相關(guān)研究。比如國內(nèi)最早進(jìn)行類腦計算研究的清華大學(xué)團(tuán)隊，如今已經(jīng)將研究成功應(yīng)用在了自動駕駛領(lǐng)域進(jìn)行路測。

但外界對于“類腦”有一些爭議。外界普遍認(rèn)為，張鈸院士的倡議“方向正確、道路艱難”，學(xué)界普遍認(rèn)同拐點(diǎn)已至，軍工、醫(yī)療等高門檻場景有望率先實(shí)現(xiàn)落地。也有聲音說，“類腦”被認(rèn)為可能是通向通用人工智能的關(guān)鍵路徑，但也有專家指出：人腦機(jī)制尚未完全理解，盲目“類腦”可能陷入盲目仿生等等。

未來，AI的發(fā)展?jié)摿κ欠窠K將觸及天花板？隨著對類腦智能的不斷探究，是否會給產(chǎn)業(yè)和人類生活帶來顛覆式的改變？值得拭目以待。但值得肯定的是，創(chuàng)始人以70歲高齡重返一線，將退休生活全然押注于尚未完全成熟并驗(yàn)證的技術(shù)路徑——無論最終成敗，其膽識與決心均為中國創(chuàng)新生態(tài)中罕見的樣本。