Nature封面!清華團(tuán)隊(duì)發(fā)布全球首款異構(gòu)融合類腦芯片

阿爾法狗擊敗世界頂級圍棋手，語音識(shí)別準(zhǔn)確率達(dá)到95%以上，人工智能系統(tǒng)診斷兒科疾病準(zhǔn)確率達(dá)90%……人工智能的“大腦”真的可能超越人類嗎？

8月1日，清華大學(xué)開發(fā)出的全球首款異構(gòu)融合類腦計(jì)算芯片登上了最新一期《自然》雜志的封面。

該芯片結(jié)合了類腦計(jì)算和基于計(jì)算機(jī)科學(xué)的機(jī)器學(xué)習(xí)，這種融合技術(shù)有望提升各個(gè)系統(tǒng)的能力，促進(jìn)人工通用智能的研究和發(fā)展。原則上，人工通用智能平臺(tái)可以執(zhí)行人類能夠完成的所有任務(wù)。這種融合類腦計(jì)算芯片被命名為“天機(jī)芯”，有多個(gè)高度可重構(gòu)的功能性核，可以同時(shí)支持機(jī)器學(xué)習(xí)算法和類腦計(jì)算算法。為了驗(yàn)證天機(jī)芯片的處理能力，研究人員開發(fā)了一輛由該芯片驅(qū)動(dòng)的自動(dòng)駕駛自行車。

試驗(yàn)中，無人智能自行車不僅可以識(shí)別語音指令、實(shí)現(xiàn)自平衡控制，還能對前方行人進(jìn)行探測和跟蹤，并自動(dòng)避障。事實(shí)上，這個(gè)無人智能自行車系統(tǒng)包括了激光測速、陀螺儀、攝像頭等傳感器，剎車電機(jī)、轉(zhuǎn)向電機(jī)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)等制動(dòng)器，以及控制平臺(tái)、計(jì)算平臺(tái)、天機(jī)板級系統(tǒng)等處理平臺(tái)等。無人自行車可以實(shí)時(shí)感知周圍環(huán)境，跟隨前方的試驗(yàn)人員并自動(dòng)進(jìn)行避障的操作，并根據(jù)語音指令、視覺感知的反饋產(chǎn)生實(shí)時(shí)信號對電機(jī)進(jìn)行控制，以達(dá)到保持平衡，改變行進(jìn)狀態(tài)（包括橫向和縱向）。這款自行車實(shí)現(xiàn)了多模態(tài)信息集成，能夠維持平衡，并根據(jù)目標(biāo)人物的位置控制自行車轉(zhuǎn)向，完成實(shí)時(shí)追蹤。

在電話新聞發(fā)布會(huì)上，施路平表示，“人工通用智能是一個(gè)非常難的研究課題”，但“我們相信它是一定會(huì)實(shí)現(xiàn)的”，他認(rèn)為，從未來發(fā)展的角度看，人工通用智能是一個(gè)必然的趨勢。

據(jù)了解，2015年第一代“天機(jī)芯”問世，在此基礎(chǔ)上，2017年第二代“天機(jī)芯”問世，經(jīng)過不斷改進(jìn)設(shè)計(jì)，具有高速度、高性能、低功耗的特點(diǎn)，相比于當(dāng)前世界先進(jìn)的IBM的TrueNorth芯片，第二代“天機(jī)芯”功能更全、靈活性和擴(kuò)展性更好，密度提升20%，速度提高至少10倍，帶寬提高至少100倍。

早產(chǎn)兒不易談戀愛 為人父母的可能性小

英國一項(xiàng)新研究表明，與足月出生后長大的人相比，胎齡不足37周的早產(chǎn)兒成年后建立戀愛關(guān)系、找到伴侶和為人父母的可能性更小，原因可能是早產(chǎn)與性格內(nèi)向、害羞以及不愿意冒險(xiǎn)等特質(zhì)有關(guān)。

英國沃里克大學(xué)研究人員在新一期“美國醫(yī)學(xué)會(huì)雜志·網(wǎng)絡(luò)開放））上發(fā)表論文說，他們分析了約440萬成年人的相關(guān)數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)與足月出生的人相比，胎齡不足37周的早產(chǎn)兒成年后建立戀愛關(guān)系的可能性低28%，成為父母的可能性低22%。對于胎齡低于32周或28周的早產(chǎn)兒，上述可能性更低。

盡管早產(chǎn)兒成年后不易建立親密關(guān)系，但研究也顯示，一旦他們擁有朋友或伴侶，這些關(guān)系的質(zhì)量與足月出生的人無異。

論文第一作者、沃里克大學(xué)心理系的瑪麗娜·德門東薩博士說，早產(chǎn)兒成年后更難建立戀愛關(guān)系可能與他們童年時(shí)的經(jīng)歷有關(guān)。此前研究發(fā)現(xiàn)，早產(chǎn)兒童年時(shí)期社交互動(dòng)較差，這使他們更難掌握尋找伴侶等方面的社交技巧。

來源|北京日報(bào)

為何人類比其他哺乳動(dòng)物更易患心血管病

與其他哺乳動(dòng)物相比，人類更易患心血管疾病。美國研究人員日前在美國《國家科學(xué)院學(xué)報(bào)》雜志上報(bào)告，人類祖先的一個(gè)基因失活可能是導(dǎo)致人類容易患心血管疾病的“罪魁禍?zhǔn)住薄?/p>

美國加利福尼亞大學(xué)圣迭戈分校研究人員用高脂飲食喂養(yǎng)兩組小鼠，并觀察它們患動(dòng)脈粥樣硬化的情況。一組小鼠體內(nèi)具有與人類相同的CMAH突變基因，這種突變基因會(huì)令體內(nèi)缺乏一種名為N-羥乙酰神經(jīng)氨酸的糖類分子。而對照組小鼠則保留了正常的CMAH基因。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過高脂飲食喂養(yǎng)后，具有CMAH突變基因的小鼠患動(dòng)脈粥樣硬化的情況增加了近兩倍。這也有助于解釋，即便是素食主義者，也由于人類的這一基因缺陷，面臨比其他哺乳動(dòng)物明顯要高的心血管疾病患病風(fēng)險(xiǎn)。

對于吃肉的人類群體來說，患心血管疾病的風(fēng)險(xiǎn)比素食主義者還要高一些。研究人員解釋說，這是因?yàn)槿庵泻蠳-羥乙酰神經(jīng)氨酸，人類食肉后會(huì)把其中的N-羥乙酰神經(jīng)氨酸當(dāng)成外來分子，從而引發(fā)針對性的免疫反應(yīng)，不斷產(chǎn)生抗體進(jìn)而導(dǎo)致炎癥，而炎癥在動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)生、發(fā)展中起著重要作用。相比之下，其他哺乳動(dòng)物由于體內(nèi)天然有這種分子存在，即便食肉也不會(huì)觸發(fā)上述免疫反應(yīng)。

他們認(rèn)為，CMAH基因的這一突變可能發(fā)生在200萬到300萬年前的人類祖先身上?；蛲蛔兒?，人類避免了感染與N-羥乙酰神經(jīng)氨酸有關(guān)的病原體，進(jìn)而預(yù)防了瘧疾等疾病，增強(qiáng)了長距離奔跑的能力，但卻增加了患心血管疾病的風(fēng)險(xiǎn)。

來源|新華網(wǎng)

神經(jīng)解碼器可將對話腦活動(dòng)實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)為文字

據(jù)英國《自然-通訊》雜志近日發(fā)表的一項(xiàng)神經(jīng)學(xué)研究，美國加州大學(xué)舊金山分?？茖W(xué)家報(bào)告了神經(jīng)解碼器方面的最新進(jìn)展，其可以將問答對話的相關(guān)腦活動(dòng)，實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)化為文字記錄。

大腦皮層包含不同的區(qū)域，其中的神經(jīng)活動(dòng)會(huì)編碼語音感知與生成。此前研究表明，這種腦活動(dòng)可以被解碼，但是一直以來的研究都側(cè)重于將聽說任務(wù)分開進(jìn)行解碼。

此次，研究人員愛德華·張（音譯）及同事，在模擬的問答對話試驗(yàn)中，通過腦活動(dòng)解碼了語音感知與生成。研究的被試者為3名正在接受癲癇治療的患者，他們要聽一系列問題，并通過一套規(guī)定的答案，口頭回答問題。研究團(tuán)隊(duì)則將被試在這個(gè)過程中的腦皮層活動(dòng)記錄下來，之后這些數(shù)據(jù)被用于訓(xùn)練語音檢測和解碼模型。隨后，被試再聽一系列問題，并大聲地用自己所選的答案作答。

結(jié)果顯示，僅使用在對話中記錄下的神經(jīng)信號，研究團(tuán)隊(duì)便能夠檢測被試何時(shí)在聽，何時(shí)在說，并且能夠預(yù)測所聽或所說的具體內(nèi)容是什么。通過解碼問題，他們能夠利用所得信息提高被解碼答案的準(zhǔn)確性（部分答案只適用于特定問題）。而且，對于生成語音和感知語音的解碼，其準(zhǔn)確性分別提高到61%和76%。

現(xiàn)階段還需要開展進(jìn)一步工作來解碼想象的語音回答，這樣在實(shí)際應(yīng)用中，才能讓因?yàn)閾p傷或神經(jīng)退行性疾病而無法說話的患者順利使用這項(xiàng)技術(shù)。

今年4月，該研究團(tuán)隊(duì)首次報(bào)告研發(fā)出一種能將腦活動(dòng)轉(zhuǎn)化為語音的解碼器，當(dāng)時(shí)科學(xué)界評價(jià)其為“一項(xiàng)非常有力的概念驗(yàn)證”，但“該系統(tǒng)距離真正成為一種臨床可行的設(shè)備，尚面臨許多挑戰(zhàn)”。

新型機(jī)械手臂助人有感覺地抓起雞蛋

美國猶他大學(xué)等機(jī)構(gòu)研究人員開發(fā)出一種新型機(jī)械手臂，截肢者使用這種機(jī)械手臂能感覺到物體的軟硬，可精準(zhǔn)地抓起雞蛋或葡萄而不會(huì)導(dǎo)致其破碎。

發(fā)表在新一期美國《科學(xué)·機(jī)器人學(xué)》雜志上的論文顯示，這種機(jī)械手臂由金屬馬達(dá)和硅材料“皮膚”等組成，由外部電池提供動(dòng)力。它含有100個(gè)微電極，通過導(dǎo)線與截肢者殘存手臂上的神經(jīng)系統(tǒng)相連，同時(shí)也通過導(dǎo)線與外部計(jì)算機(jī)連接。

截肢者使用這種機(jī)械手臂時(shí)，大腦發(fā)出指揮機(jī)械手臂運(yùn)動(dòng)的神經(jīng)信號，與神經(jīng)系統(tǒng)相連的導(dǎo)線將信號傳遞給計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)將其轉(zhuǎn)譯為數(shù)字信號，機(jī)械手臂隨之運(yùn)動(dòng)。機(jī)械手臂的手指上裝有傳感器，可以“感覺”觸碰物體時(shí)受到的壓力，相關(guān)信號會(huì)被傳遞回大腦。研究人員建立了一套模擬人類手臂神經(jīng)系統(tǒng)傳遞感覺等信號的計(jì)算模型，使得截肢者在使用這種機(jī)械手臂時(shí)，大腦能清楚地收到機(jī)械手指的“感覺”，并隨之發(fā)出指令。

水下冰川融化速度比預(yù)期快百倍

據(jù)英國《獨(dú)立報(bào)》近日報(bào)道，美國科學(xué)家發(fā)表在《科學(xué)》雜志上的最新研究發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的模型“非常不準(zhǔn)確”，大大低估了水下冰川的融化程度，其速度可能比以前認(rèn)為的快100倍。

研究團(tuán)隊(duì)首次直接測量了吃水線以下潮汐冰川的融化情況，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有模型“非常不準(zhǔn)確”。研究報(bào)告共同作者、羅格斯大學(xué)的麗貝卡·杰克遜說：“我們發(fā)現(xiàn)整個(gè)水下冰川的融化率明顯高于預(yù)期，一些地方甚至比理論預(yù)測的高出100倍。”迄今為止，科學(xué)家們并不知道格陵蘭島、阿拉斯加州和南極洲的冰川在地表下融化的速度有多快。以前的研究使用水和空氣溫度以及洋流數(shù)據(jù)來測量融化速度，但最新研究發(fā)現(xiàn)，海洋鹽度和冰川的形狀也很重要。該團(tuán)隊(duì)研究了2016—2018年間萊康特冰川在水下的融化情況，該冰川位于流入阿拉斯加朱諾南部的萊康特灣。他們使用聲吶掃描剖析了水面之下的冰川情況，并測量了融化的水流的速度、溫度和鹽度。

團(tuán)隊(duì)首席研究員、俄勒岡大學(xué)海洋學(xué)家戴維·薩瑟蘭說：“我們已經(jīng)開始糾正這些模型，其他研究人員也可以用我們的方法探索世界各地的其他潮水冰川?！边@項(xiàng)研究也夯實(shí)了此前的一些研究，那些研究表明，需要重新考慮有關(guān)冰川水下融化情況的假設(shè)，因?yàn)檫@一現(xiàn)象對海平面上升有驚人影響。薩瑟蘭說：“未來的海平面上升主要取決于這些冰蓋中儲(chǔ)存了多少冰?！?/p>

來源|北京日報(bào)

不同人種皮膚變老模式有差異

抗衰老是愛美人士的永恒話題。一項(xiàng)美國最新研究發(fā)現(xiàn)，不同人種的皮膚變老的特點(diǎn)不一樣，要想保持年輕面貌需根據(jù)自身情況“量身定制”抗老配方。

美國波士頓大學(xué)醫(yī)學(xué)院研究人員以1970年到2018年發(fā)表的41篇相關(guān)論文為基礎(chǔ)，分析了美國不同人種皮膚老化過程中的結(jié)構(gòu)和功能變化差異。這篇發(fā)表在最新一期國際期刊《皮膚醫(yī)學(xué)臨床》上的論文顯示，深色皮膚人種更容易產(chǎn)生色素沉著。非洲裔人群皮膚中含有更多成纖維細(xì)胞，這種細(xì)胞可以促進(jìn)傷口愈合，產(chǎn)生膠原蛋白，因此他們皮膚增厚、出現(xiàn)皺紋的時(shí)間會(huì)更晚。東亞裔人群與西班牙裔人群類似，在皮膚變老的早期階段不容易產(chǎn)生皺紋。高加索裔人群普遍皮膚比較薄，容易產(chǎn)生皺紋、失去彈性，嘴唇也容易變薄。

論文中說，所有人種皮膚衰老都逃不過色素沉著、皺紋和皮膚失去彈性這三大特點(diǎn)，然而促使皮膚變老的一個(gè)共同因素是暴露在陽光中的紫外線下，這會(huì)導(dǎo)致皮膚變色、膠原蛋白流失甚至皮膚癌。研究人員說，每個(gè)人皮膚變老的模式都不一樣，一個(gè)“通用”抗衰老手段就是做好防曬，其他“駐顏”方法包括用抗氧化劑、激光等來治療色素沉著，用肉毒桿菌、軟組織填充等來抗皺、改善皮膚松弛。

來源|新華網(wǎng)