對(duì)話(huà)青年科學(xué)家吳郁杰：AI的終極圖紙，藏在人腦里？

對(duì)話(huà)

中國(guó)科協(xié)之聲原創(chuàng)欄目。與大家對(duì)話(huà)，前沿探索娓娓道來(lái)，用科學(xué)初心與熱忱同您交流。

黨的二十屆四中全會(huì)為“十五五”規(guī)劃擘畫(huà)藍(lán)圖，強(qiáng)調(diào)以科技自立自強(qiáng)搶占發(fā)展制高點(diǎn)。當(dāng)AI發(fā)展步入深水區(qū)，與腦智能的交叉融合正成為突破現(xiàn)有范式、孕育新質(zhì)生產(chǎn)力的關(guān)鍵路徑。

本期對(duì)話(huà)青年科學(xué)家吳郁杰，其類(lèi)腦智能研究試圖從人腦這一“終極智能模型”中尋找答案，預(yù)示著一場(chǎng)可能顛覆現(xiàn)有格局的創(chuàng)新突破。

人物簡(jiǎn)介

?吳郁杰 香港理工大學(xué)計(jì)算機(jī)系助理教授，研究方向包括脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算神經(jīng)科學(xué)模型、腦啟發(fā)式大模型等?，目前招收2026年全獎(jiǎng)博士生。在近日落幕的2025世界青年科學(xué)家峰會(huì)上，吳郁杰榮獲首屆“中國(guó)腦機(jī)智能科學(xué)新星”稱(chēng)號(hào)。

當(dāng)AI向大腦“偷師”

“當(dāng)前的人工智能系統(tǒng)越來(lái)越智能，但大腦同樣是一個(gè)極其智能的系統(tǒng)。這兩個(gè)系統(tǒng)各有優(yōu)勢(shì)。”香港理工大學(xué)助理教授吳郁杰近日在接受采訪(fǎng)時(shí)表示。

吳郁杰指出，大腦的最大優(yōu)勢(shì)在于其驚人的低功耗特性，而現(xiàn)有AI系統(tǒng)需要付出極高的計(jì)算代價(jià)。“大腦工作在超低能耗模式下，而訓(xùn)練一個(gè)GPT-4的耗電量已接近半個(gè)小國(guó)家的能源消耗。如果繼續(xù)按照這個(gè)范式發(fā)展到GPT-5、GPT-6，能源負(fù)擔(dān)將不可持續(xù)。”

類(lèi)腦計(jì)算的核心理念是借鑒大腦的運(yùn)行機(jī)制來(lái)改進(jìn)人工智能。吳郁杰舉例說(shuō)，人工智能中的注意力機(jī)制概念就來(lái)源于大腦，“但這僅僅是個(gè)開(kāi)始”。大腦在復(fù)雜場(chǎng)景中展現(xiàn)出的靈活性和適應(yīng)性，是目前AI系統(tǒng)難以企及的。他的研究團(tuán)隊(duì)正致力于將大腦的計(jì)算特性融入AI系統(tǒng)設(shè)計(jì)，開(kāi)發(fā)下一代高效AI。

未來(lái)產(chǎn)業(yè)“新物種”

類(lèi)腦計(jì)算如何從實(shí)驗(yàn)室走向?qū)嶋H應(yīng)用？吳郁杰描繪了一條清晰的產(chǎn)業(yè)化路徑。

“類(lèi)腦計(jì)算正在尋求它的‘GPT時(shí)刻’。”他認(rèn)為這一突破最可能發(fā)生在兩個(gè)領(lǐng)域：類(lèi)腦感知和類(lèi)腦芯片。在類(lèi)腦感知方面，模仿生物視覺(jué)的高幀率低功耗視覺(jué)系統(tǒng)已經(jīng)展現(xiàn)出應(yīng)用前景。“這種系統(tǒng)在安防場(chǎng)景中具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，可以實(shí)現(xiàn)毫瓦級(jí)功耗的持續(xù)監(jiān)測(cè)。”

芯片是另一個(gè)快速發(fā)展的領(lǐng)域。吳郁杰回顧了類(lèi)腦芯片的發(fā)展歷程：“十年前，IBM提出了首個(gè)大規(guī)模類(lèi)腦芯片。隨后國(guó)內(nèi)清華大學(xué)開(kāi)發(fā)了天機(jī)芯，浙江大學(xué)推出了達(dá)爾文芯片。”他觀察到，近些年國(guó)內(nèi)類(lèi)腦計(jì)算芯片公司不斷涌現(xiàn)，技術(shù)正逐漸走向應(yīng)用端。“特別是在未來(lái)三到五年，類(lèi)腦芯片有望迎來(lái)快速發(fā)展期。”

需要“叛逆”的跨界者

類(lèi)腦計(jì)算的高度跨學(xué)科特性，對(duì)研究人員提出了獨(dú)特要求。吳郁杰自身的學(xué)術(shù)背景就是例證：數(shù)學(xué)本科、計(jì)算機(jī)碩士、計(jì)算神經(jīng)科學(xué)博士后。

“這個(gè)領(lǐng)域需要復(fù)合型人才。”他分析道，“軟件方向需要神經(jīng)科學(xué)知識(shí)、數(shù)學(xué)基礎(chǔ)和計(jì)算機(jī)背景；硬件方向還要涉及電子、器件、材料等領(lǐng)域。”正是這種多學(xué)科交叉的特性，讓他在不同階段選擇了學(xué)習(xí)不同的專(zhuān)業(yè)知識(shí)。

作為新晉博士生導(dǎo)師，吳郁杰在今年招生面試中設(shè)置了一個(gè)特殊環(huán)節(jié)：要求學(xué)生對(duì)已發(fā)表的研究論文提出質(zhì)疑。“我期待找到具有自驅(qū)力和獨(dú)立思考能力的學(xué)生。”他坦言，目前面試的學(xué)生“都比較客氣”，但他更希望看到能夠直言“你的研究可能存在錯(cuò)誤”的學(xué)生。

在學(xué)術(shù)交流中，吳郁杰經(jīng)常遇到不同學(xué)者對(duì)類(lèi)腦計(jì)算理解各異的情況。“投稿頂刊時(shí)，經(jīng)常被審稿人質(zhì)疑。這就需要研究者有足夠的沉淀，思考深度要能說(shuō)服審稿人。”他認(rèn)為，類(lèi)腦研究需要“坐冷板凳”的精神，現(xiàn)有的科研考核機(jī)制應(yīng)該給予這個(gè)新興領(lǐng)域更多的包容性。

中國(guó)路徑：從追趕到原創(chuàng)

在全球類(lèi)腦研究格局中，中國(guó)正處于什么位置？吳郁杰給出了積極而審慎的評(píng)估。

“從支持力度和勢(shì)能來(lái)看，中國(guó)科學(xué)家有很好的機(jī)會(huì)。”他指出，歐盟腦計(jì)劃已經(jīng)結(jié)束，而中國(guó)腦計(jì)劃仍在積極推進(jìn)中。這種持續(xù)的支持為年輕科學(xué)家提供了廣闊舞臺(tái)。在學(xué)術(shù)產(chǎn)出方面，中國(guó)科學(xué)家已經(jīng)在《自然》《科學(xué)》等頂級(jí)期刊發(fā)表了一系列重要成果。

但吳郁杰也清醒地認(rèn)識(shí)到存在的問(wèn)題。“與國(guó)際同行交流時(shí)，我感到最大的問(wèn)題是原創(chuàng)性不足。很多時(shí)候我們還在追趕，如何打造具有中國(guó)特色的類(lèi)腦研究范式，還需要更多思考。”

他特別強(qiáng)調(diào)“軟硬協(xié)同”的重要性。“類(lèi)腦算法的事件驅(qū)動(dòng)特性在傳統(tǒng)GPU上運(yùn)行效率低下，需要專(zhuān)用芯片支持。反過(guò)來(lái)，芯片設(shè)計(jì)也需要明確算法需求。”這種雙向依賴(lài)要求硬件與算法團(tuán)隊(duì)深度協(xié)作。

對(duì)于未來(lái)發(fā)展，吳郁杰個(gè)人最感興趣的是類(lèi)腦學(xué)習(xí)機(jī)制。“現(xiàn)有神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)主要依靠誤差反向傳播算法，但大腦可能采用完全不同的學(xué)習(xí)機(jī)制。理解這種差異可能是揭開(kāi)智能奧秘的關(guān)鍵。”

隨著黨的二十屆四中全會(huì)對(duì)前沿技術(shù)的前瞻布局，類(lèi)腦計(jì)算正迎來(lái)新的發(fā)展機(jī)遇。吳郁杰相信，通過(guò)產(chǎn)學(xué)研的深度融合，中國(guó)類(lèi)腦研究有望在三到五年內(nèi)實(shí)現(xiàn)從追趕到并跑的轉(zhuǎn)變，為全球人工智能發(fā)展貢獻(xiàn)中國(guó)智慧。

中國(guó)科協(xié)之聲編輯訪(fǎng)談青年科學(xué)家吳郁杰

訪(fǎng)談手記

和吳郁杰聊完，我在想這一代年輕科學(xué)家身上的特別之處。他們英語(yǔ)流利，思維能在不同文化間靈活切換。這不只是語(yǔ)言好，更藏著一種能和世界順暢對(duì)話(huà)的從容。

他們回答問(wèn)題時(shí)總有種審慎的節(jié)奏——不著急拋出觀點(diǎn)，會(huì)先把問(wèn)題的每個(gè)維度都理清楚。這種氣質(zhì)，比他們的實(shí)際年紀(jì)要成熟不少。但這不是猶豫，而是對(duì)知識(shí)本身的尊重。在交叉學(xué)科領(lǐng)域待久了，他們很清楚，精確比速度更重要。

類(lèi)腦智能的未來(lái)，或許就握在這些青年科學(xué)家手里。當(dāng)研究不斷深入，觸及思維、意識(shí)甚至智能的本質(zhì)時(shí)，他們所展現(xiàn)的審慎將顯得更為重要。這個(gè)領(lǐng)域需要的不僅是技術(shù)突破，更需要對(duì)科技倫理的提前思考——如何界定智能邊界？如何確保技術(shù)包容而不失控？這或許是他們接下來(lái)需要共同面對(duì)的課題。

中國(guó)科協(xié)之聲編輯 劉炎迅

責(zé)　　編：劉炎迅

審　　核：張敬一

值班編委：宋玉榮