原地起飛的仿生鳥、自動吸附物品的仿生魚、可自動識別路面起伏的仿生外骨骼……在3月28日舉辦的國家自然科學(xué)基金學(xué)術(shù)論壇——仿生智能主題活動上,眾多成果連番亮相,展現(xiàn)了仿生智能技術(shù)的廣闊前景。
“仿生智能作為深度交叉的前沿研究方向,不僅給人工智能開辟了新賽道,更是打通了航空航天、控制科學(xué)、生物醫(yī)學(xué)、人工智能等學(xué)科的藩籬,構(gòu)建了多學(xué)科共融的新模式?!敝袊茖W(xué)院院士、國家自然科學(xué)基金委員會信息科學(xué)部主任郝躍在致辭中表示,未來,仿生智能有望在商業(yè)航天、低空經(jīng)濟(jì)、高端制造、國防安全等領(lǐng)域產(chǎn)生鏈?zhǔn)阶兏?,形成顛覆性的新?yōu)勢。
會議現(xiàn)場,圍繞仿生智能技術(shù)的發(fā)展重點,多位專家學(xué)者開展了深入探討。
“時代的發(fā)展對仿生智能技術(shù)提出了更高的要求。很多系統(tǒng)原來只是做得像生物,現(xiàn)在更多要借鑒學(xué)習(xí)生物的自主性、多元性和智能化的能力,由‘形似’向‘神似’邁進(jìn)?!眹H宇航科學(xué)院院士、中國科學(xué)院院士王巍以空天仿生智能領(lǐng)域為例:以前的飛行器往往是從一個點飛到另一個點,任務(wù)內(nèi)容單一,如今飛行器需要進(jìn)入各種建筑、或是和其它設(shè)備一同執(zhí)行任務(wù),對環(huán)境的感知和導(dǎo)航能力的需求大大提高,這就需要借鑒生物對環(huán)境的多元自主感知能力、集群運動的自主智能協(xié)同能力、適應(yīng)不同環(huán)境的智能學(xué)習(xí)演化的能力。
“目前大多數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的算法,在訓(xùn)練完之后,輸入和輸出之間的關(guān)系就固化為一種靜態(tài)的運輸模式。但生物大腦的思維是動態(tài)的,對同一件東西的看法是可能變化的,這是和仿生神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的最大區(qū)別?!比A中科技大學(xué)教授曾志剛認(rèn)為,跨物種仿生智能是解決這一問題的重要路徑之一。通過融合多種生物的機(jī)制,可實現(xiàn)感知信息增強(qiáng)、優(yōu)化協(xié)同增效、控制優(yōu)勢互補,避免一味增加精度帶來高功耗。
除了“大腦”,仿生智能的“身體”也意義重要?!斑M(jìn)化學(xué)的證據(jù)已經(jīng)證明,大腦和身體是一起演化的,我們的身體同時塑造了大腦,是相互影響的過程。因此,要把仿生智能做好,不僅要做好大模型和算法,更要注重大腦、身體、環(huán)境一體化,要讓智能體和環(huán)境有一個良好的互動?!奔执髮W(xué)教授任雷表示。
要打造“好身體”,基礎(chǔ)材料的進(jìn)步必不可少。北京航空航天大學(xué)教授劉明杰表示,仿生飛行器、軟體機(jī)器人、智能交互機(jī)器人等新型裝備的出現(xiàn),均對材料的輕量化、多功能提出了更高的要求。為了保證材料高性能與功能化,需要通過化學(xué)方法對材料的結(jié)構(gòu)進(jìn)行重構(gòu)。
“在具體實驗中,我們嘗試引入一些離子、電子等智能響應(yīng)性的因素,讓材料本身具備多模態(tài)感知的能力。同時,通過多相材料的復(fù)合,可實現(xiàn)實現(xiàn)磁學(xué)和力學(xué)性能的統(tǒng)一,不僅增強(qiáng)應(yīng)力傳遞,還能增強(qiáng)能量傳遞來實現(xiàn)高效的磁電耦合?!眲⒚鹘鼙硎?,通過以上策略,他與團(tuán)隊已成功制備出具有強(qiáng)磁電耦合性能的壓電材料,具備輕質(zhì)高強(qiáng)、可靈敏感知、可編程等諸多特性。未來,團(tuán)隊還將持續(xù)探索材料在無人系統(tǒng)和一些跨介質(zhì)機(jī)器人等領(lǐng)域的應(yīng)用。
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