全球类脑计算产业发展政策环境如何?

全球类脑计算产业发展政策环境如何?

最佳答案 匿名用户编辑于2023/11/01 10:15

全球目前共有七大“脑计划”。自上世纪 末,美国和欧洲率先开展以阐明大脑和神经系统机制原理为目标的脑 科学研究。

1.美国——推进创新神经技术脑研究计划

“推进创新神经 技 术 脑研 究 计 划” ( Brain Research through Advancing Innovative Neurotechnologies (BRAIN) Initiative),是由 白宫科学技术政策办公室发起,由奥巴马政府于 2013 年 4 月 2 日宣布 的一项合作性、公私合营的研究计划。该计划旨在探索人类大脑工作机制,开发神经科学的创新型技术;绘制出显示脑细胞和复杂神经回路快 速相互作用的脑部动态图像;研究大脑功能和行为之间的复杂联系,并 最终开发出针对大脑疾病的疗法。 推进创新神经技术脑研究计划的启动资金达 1 亿多美元,分别由 美国国家卫生研究院、国防部高级研究项目局、国家科学基金会提供。 美国国家卫生研究院将成立由洛克菲勒大学教授巴格曼、斯坦福大学 教授纽瑟姆担任联合主席的高层级工作组,确定计划的详细科研目标, 制订计划的时间表、重要节点,评估成本以及开展相关伦理研究。

2.欧盟——人脑工程

人脑工程(Human Brain Project)于 2013 年 10 月 1 日启动,原为 “蓝脑计划”,计划为期 10 年,是欧盟委员会的 FET(未来和新兴技术)的四个计划之一。该计划由欧洲 26 个国家的 135 个合作机构参与, 在欧洲 100 多所大学、教学医院和研究中心雇用了约 500 名科学家。 计划的目标是致力于神经信息学、大脑模拟、高性能计算、医学信 息学、神经形态的计算和神经机器人研究。通过超级计算机技术来模拟 脑功能,以实现人工智能。

欧盟大脑计划的目的在于建立一个基础设施,后续的脑科学研究 可以在这个基础设施上前行。这个基础设施主要由六个研究平台构成: (1) 神经信息平台负责收集、组织和提供大脑数据; (2) 大脑模拟平台负责重构由资料驱动的大脑组织; (3) 高性能分析和计算平台负责提供资通讯功能,以前所未有的 细节绘制大脑,构建复杂模型,运行大型模拟并分析大量数据; (4) 医学信息平台负责开发基础设施,共享医院和医学研究数据, 以了解疾病分布及其各自的疾病特征; (5) 神经形态计算平台负责开发和应用大脑启发的计算技术; (6) 神经机器人学平台负责开发虚拟机器人和真实机器人,以及 开发大脑模拟的测试环境。

欧盟的“人脑工程”和美国的“脑计划”有一定的关联,前者提出 在巨型计算机上对人脑建模,建模所需的数据可以来自美国“脑计划”, 两者互为补充。

3.日本——脑图研究计划

“脑图研究计划”(Brain Mapping by Integrated Neurotechnologies for Disease Studies, Brain/MINDS)于 2014 年由日本科学家发起,属 于神经科学研究计划。该项目在 10 年内受到日本教育部、文化部以及 日本医学研究与发展委员会共 400 亿日元(约合 3.65 亿美元)的资助。 Brain/MINDS 由日本 47 家研究单位的 65 个实验室组成,旨在通过融 合灵长类模式动物(狨猴)多种神经技术的研究,弥补曾经利用啮齿类 动物研究人类神经生理机制的缺陷,并且建立狨猴脑发育以及疾病发 生的动物模型。

日本的大脑研究计划主要利用狨猴这种更接近人类的灵长类动物, 能弥补用鼠类研究经常不同于人类的缺陷,尤其是在疾病研究方面。

4.澳大利亚——澳大利亚大脑计划

澳大利亚脑联盟(Australian Brain Alliance,ABA)于 2016 年 2 月 成立,集合了科学院脑与心智国家委员会、澳大利亚神经科学学会和澳 大利亚心理学会在内的神经科学和行为科学的研究团体,成员组织已 超过 28 个。同时,澳大利亚脑联盟是国际脑计划(International Brain Initiative)的成员之一。 ABA 提议的澳大利亚大脑计划(Australian Brain Initiative),以“破 解大脑的密码”为目标,协调澳大利亚现有的大脑研究人员和其他学科 的科学家。澳大利亚大脑计划在优化和恢复大脑功能、开发先进的神经接口、了解整个生命周期学习的神经基础、类脑计算等方面取得重大进 展。

5.加拿大——加拿大脑计划

加拿大脑计划(Brain Canada)最早于 1998 年成立,由商业和科学 组织共同资助,目标是改变加拿大的脑研究现状。该计划的三个基本原 则:(1)核心脑原则,从复杂系统的角度研究脑的观念,为理解健康 人和病人脑提供支持;(2)合作原则,“核心脑”方法强调通过训练 和体系来提高合作的重要性;(3)核心社区原则,通过增加资金规模 来强化加拿大脑研究社群。

6.韩国——韩国脑计划

韩国脑计划(Korea Brain Initiative),该计划的核心是破译大脑的 功能和机制,调节作为决策基础的大脑功能的整合和控制机制。计划还 包括开发用于集成脑成像的新技术和工具。韩国脑科学研发工作集中 在四个核心领域: (1)在多个尺度构建大脑图谱; (2)开发用于脑测绘的创新神经技术; (3)加强人工智能相关研发; (4)开发神经系统疾病的个性化医疗。

7.中国——中国脑计划

中国脑计划已酝酿多年,中国科学技术部与中国自然科学基金会 组织的许多战略会议上的讨论已经达成共识,认识到人类认知的神经 基础是神经科学的普遍目标,应作为中国脑计划的核心问题。 中国脑计划制定为 15 年计划(2016 年至 2030 年),涵盖认知神 经机制基础研究、脑疾病诊断与干预的转化研究以及脑激发智能技术。 前五年与中国“十三五”国民经济和社会发展规划纲要相吻合,将面向 世界智能科技前沿和“健康中国 2030”的战略需要,发展我国脑科学、 类脑技术,从认识脑、保护脑和模拟脑三个方向展开研究,逐步形成以 脑认知功能的解析和技术平台为一体,以认知障碍相关重大脑疾病诊 治和类脑计算与脑机智能技术为两翼的“一体两翼”研究布局,通过对认知基础神经回路机制的基础研究,为脑疾病诊断/干预和脑启发智能 技术这两个应用领域提供输入和反馈。

神经科学作为一门相对较新的研究学科,其研究群体规模较小,在 几乎所有领域的研究能力建设都需要政府加大支持力度。另一方面,鉴 于目前有限的能力,该项目还需要把重点放在有选择的领域,特别是中 国科学家具有一些优势并可能做出重大贡献的领域。

科技部设立重大项目支撑

2021 年,我国科技部发布“科技创新 2030”——“脑科学与类脑 研究”重大项目申报指南(下称《指南》),标志着酝酿 6 年多的“中 国脑计划项目”正式启动。作为“科技创新 2030”的重大科技项目, “脑科学与类脑研究”主要包含脑疾病诊治、脑认知功能的神经基础、 脑机智能技术等方面研究。其中脑疾病诊治面向脑健康和医疗产业、脑 认知功能的神经基础以“全脑介观神经连接图谱”为平台,脑机智能技 术则面向类脑智能产业。

根据指南,2021 年度申请项目将围绕脑认知原理解析、认知障碍 相关重大脑疾病发病机理与干预技术、类脑计算与脑机智能技术及应 用、儿童青少年脑智发育、技术平台建设 5 个方面。该《指南》共涉及 59 个研究领域和方向,国家拨款经费规模首年超过 30 亿元人民币。中 国脑计划整体规模有望达到百亿甚至千亿级,比肩美国的“脑计划”。

国家发布政策,支撑脑机接口行业发展

十二五:确立脑科学重要地位,将“脑科学与认知科学”列入基础科 学前沿领域的重点方向。 十三五:推进脑科学技术研究,强化宇宙演化、物质结构、生命起 源、脑与认知等基础前沿科学研究。积极提出并牵头组织国际大科学计 划和大科学工程,建设若干国际创新合作平台。 十四五:促进脑科学产业落地,在类脑智能、量子信息、基因技术、 未来网络、深海空天开发氢能与储能等前沿科技和产业变革领域,组织 实施未来产业孵化与加速计划,谋划布局一批未来产业。

都给予了积极支持,通过建设实验室、加强基础研究、推动产业应用等 措施,努力推动类脑计算技术的研究和发展,加快形成类脑计算产业生 态体系,助力经济转型和高质量发展。在此背景下,各地方也纷纷出台 了相应的政策措施,以加快类脑计算产业在地方的发展。

各省、市为促进脑科学发展,发布了相关政策

上海市。《上海市战略性新兴产业和先导产业发展“十四五”规划》 中,将“提升脑科学基础研究在类脑智能产业的支撑能级,重点突破脑 机融合技术与类脑芯片技术的研发与应用。实现脑机融合技术在难治 性抑郁症、帕金森病、脑卒中等重大脑功能疾病诊断、治疗、康复的临 床应用。研发基于忆阻器等颠覆性技术的类脑及神经拟态芯片,实现新 一代人工智能技术和新型信息产业的革新。”定义为面向未来的先导产 业重点任务。2021 年 12 月,上海市经信委编制了《上海市人工智能产 业发展“十四五”规划》,并正式发布实施。明确“前瞻布局类脑芯片, 探索基于忆阻器的存算一体芯片,推动算力突破发展”。

深圳市。脑科学与类脑智能有望成为深圳未来战新产业的中坚力 量。脑科学与类脑智能作为科学研究的前沿领域,也是深圳“20+8”产 业布局重点培育发展的未来产业之一。光明区重点发展“8+5”产业集 群,脑科学与类脑智能产业是其中之一。据《深圳市培育发展未来产业 行动计划(2022-2025 年)》,在深圳八大未来产业中,脑科学与类脑 智能等四个未来产业目前处于孕育期,规模较小,可以预测 10-15 年内 脑科学与类脑智能产业有望成为战略性新兴产业中坚力量,潜在市场 巨大。脑科学与类脑智能产业不仅自身具有发展前景,还将与深圳其它 产业相辅相成,若该产业发展顺利,有望与其它产业共同释放“乘数效应”。深圳已在光明科学城布局了脑解析与脑模拟重大科技基础设施, 建设牵头单位为深圳先进院,同时,南方科技大学、香港科技大学深圳 研究院、深圳市神经科学研究院、北京大学深圳研究生院参与建设。这 一大设施将把脑科学研究必备的仪器设备和动物模型聚集在一起,为 脑科学家和脑产业研究人员提供一个场所,聚集智力和技术,解决脑科 学的理论探索,同时实现产业化。综上,光明区在形成具有国际竞争优 势的脑科学与类脑智能产业集群方面有较大先发优势。为支持脑科学 与类脑智能创新链产业链融合发展,光明区于 2022 年 8 月 19 日印发 了《深圳市光明区关于支持脑科学与类脑智能创新链产业链融合发展 的若干措施》13,着力打造全球脑科学与类脑智能创新策源地和产业集 聚地,这是全国首部脑科学于类脑智能专项支持政策。

杭州市。杭州市经济和信息化局杭州市发展和改革委员会关于印 发杭州市人工智能产业发展“十四五”规划的通知。其中,类脑计算芯 片等智能芯片项目落地,作为科研核心支撑部件的重点支持项目支持。 武汉市。2023 年 1 月,武汉《政府工作报告》提出,要加快培育 类脑智能等新增长点,推动元宇宙、人工智能等产业加速成长。 成都市。2009 年电子科技大学成立了“神经信息教育部重点实验 室”;2016 年 1 月,四川大学华西医院成立了多学科交叉的华西脑研 究中心;2016 年 9 月,成都市政府代表中国与古巴签署了脑科学合作 计划;2018 年 12 月,四川省脑科学与类脑智能研究院正式成立,这让 成都成为全国为数不多的几个在脑智科学研究方面走在前列的城市之 一14。

参考报告REPORT

人工智能与类脑计算产业发展研究报告(2023).pdf

人工智能与类脑计算产业发展研究报告(2023)类脑计算是指受人脑信息处理方式启发,以更通用的人工智能和高效智能边缘端/云端为目标构建信息系统的技术。其目标是使机器能够以大脑启发的方式实现人类的各种认知能力和协调机制,最终达到或超过人类的智能水平,推动计算机科学的发展,并为下一代通用人工智能的计算提供可能的解决途径。我国在类脑计算方面的研究水平处于国际前列,实现基础技术研究->技术产品落地->与人工智能产品结合的发展历程,技术与产品融合紧密,促进相关生态发展。为促进传统计算架构革新与升级,国际相继发布政策支持人工智能芯片、芯片开发工具、云计算、类脑科学等新兴技术在人工智能领域的应用和...

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