10月20日下午，“新工科下午茶·学科交叉沙龙”第四期活动在百周年纪念讲堂四季庭院举行。本期沙龙由新工科建设办公室主办，学科建设办公室协办，以“生物智能与机器智能”为主题，报告分享环节和自由讨论环节分别由心理与认知科学教授吴思、集成电路教授杨玉超主持，来自计算机、人工智能研究院、心理与认知科学、光华管理、哲学系、医学部及相关职能部门共20余个单位40余名师生现场参与研讨。本期活动也通过燕云平台向全校师生同步直播。

活动现场

新工科建设办公室主任韦宇介绍了沙龙活动举办的背景和意义。他指出，新工科学科交叉的目的不仅是跨学部、跨及跨界的交流，更是学科建设、研究范式、人才培养等多角度的融合借鉴。作为促进“新工科+”的重要载体，沙龙根据师生需求不断调整组织形式和内容设置，未来将继续迭代完善，与新工科专项、新工科国际论坛等形成有机互动，搭建系列交流平台，更好地为老师同学们服务。

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计算机教授黄铁军以“生物视觉与脉冲视觉”为题，分享了团队在计算机视觉领域“从仿脑到追光逐电”的研究历程。他指出，强大的视觉处理系统是生物的天然能力，计算机视觉的研究源头应该是在生物视觉。计算机视觉的传统研究方法延续了胶片时代图像视频的表达方式，其最大损失就是把曝光时隙中丰富的动态过程变成单一的静态图像。在探索视觉信息处理新路径的过程中，他与北京大学生命科学和医学部深度合作，模拟灵长类视网膜编码原理，用比特流映射光子流，研制出超高速脉冲视觉感知芯片、相机和系统，实现了超高速连续成像和高速目标实时检测跟踪识别。他特别提到，要坚持“结构仿脑、功能类脑、性能超脑”的类脑研究途径，把大自然亿万年进化训练出的生物神经网络作为新一代人工神经网络的蓝本，站在人类智能肩膀上发展机器智能。

吴思以“我们能从生物智能中学什么”为题，从计算神经科学的角度探讨生物智能对机器智能的可能启发。深度学习是近年来推动人工智能兴起发展的重要引擎，但在视觉领域，它模拟的更多是大脑视皮层中的前馈、层级结构信息处理的方式，只能利用局部信息进行识别。而生物视觉识别是一个动态交互的过程：物体的图像信息快速传递到高级皮层（“快速通路”），对物体整体进行识别并做出猜测，其结果再通过反馈连接，和新输入的局部信息交叉印证（“慢速通路”），如此反复才能最终识别物体。从解剖学上来看，从高级视皮层到初级视皮层的反馈连接比前馈连接还要多，说明生物视觉中“快速通路”的作用不容忽视，这或许就是深度学习下一步改进的方向。他指出，大脑是宇宙中已知的最复杂的信息加工机器，本能行为作为大脑的共性特征，是自然界持久演化、优化的结果，值得机器智能学习和借鉴。

杨玉超以“高阶复杂度类脑计算硬件构建”为题进行报告。大脑是一个高度非线性的复杂系统，具有低功耗、强适应性、高鲁棒性等特点，具备强大的连续学习能力。类脑计算在计算范式上充分借鉴大脑的计算架构，基于生物神经网络工作原理，打破传统范式下由软件编程实现计算系统全部智能的模式，在硬件层面引入复杂性与适应性，实现多条理、全方位智能，同时提高计算效率，解决芯片算力问题及存算分离下的功耗、速度瓶颈。忆阻器是一个具有内禀复杂性的动力元器件，提供了多个物理层面的状态变量。他指出，通过提高忆阻器的时间和空间复杂度构建出的高阶复杂度器件，能够实现高阶动力学行为，可以在强化学习资格迹实现、多智能体行为模拟等方面发挥重要作用。

哲学系教授王彦晶以“从人到机器：知识推理的逻辑”为题，介绍哲学通过逻辑学媒介对人工智能的启发。他提出，逻辑学起源于哲学、成熟于数学、繁荣于计算机科学，传统上研究必然保真的推理模式，当代的研究经常通过形式语义刻画哲学概念，让“云上”的概念落地变成可计算的定义。各种哲学逻辑被用来作为形式化方法的重要工具，其中“知识逻辑”(Epistemic Logic) 是一种研究知识推理的模态逻辑，语言直观，有很好的计算性质，在理论计算机、人工智能、认知博弈论等学科中应用广泛。他用“泥孩迷题”的生动实例带领听众一起感受知识推理的过程和其形式化。最后，他介绍了自己最近正在进行的研究：将“知道是否”“知道是什么”“知道如何”“知道为何”等作为模态算子构造新的知识逻辑语言，建立知识逻辑的新框架，并应用到人工智能的自动规划等子领域。

报告分享环节（依次为：黄铁军、吴思、杨玉超、王彦晶）

在自由讨论环节中，嘉宾们围绕生物启发下的机器智能与多学科交叉路径、机器智能的发展方向、机器智能对生物智能的启发等问题展开热烈讨论。他们认为，机器智能在传统强化学习的基础上，可以增加对人类决策行为、道德判断等的分析和模拟，更好发挥其在社科领域的应用；机器智能要把握生物智能的连续性特征，才有可能做出真正意义上的智能系统；机器智能可以为理解大脑工作模式提供计算和数学的思维及工具，未来也可以为生物学研究提供无伦理风险的实验平台，或通过脑机接口的方式为大脑提供性能增量等，以此反哺生物智能，两者相互促进，共同发展。

活动合影