科技帶來福音數(shù)字孿生造福人類 CCF HPC china引領(lǐng)產(chǎn)學(xué)研創(chuàng)新實踐

　　科技孿生對于公眾而言并不陌生，可以理解為數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^程復(fù)制拷貝。而如何將虛擬存儲在電腦中的數(shù)據(jù)在現(xiàn)實中展現(xiàn)最簡單的方法莫過于將電腦內(nèi)容通過打印機掃描儀等外接輸出設(shè)備打印為文稿。這種復(fù)制拷貝行為是低層次的數(shù)字孿生行為。

　　類似的場景在商業(yè)化過程中層出不窮。通過科技孿生可以幫助制造、建筑、道路、橋梁甚至城市規(guī)劃搭建模型，從而將試錯成本控制到最低。通過高仿真和虛擬化模擬場景做到將虛擬和現(xiàn)實映射。

　　通過數(shù)字孿生可以讓虛擬和現(xiàn)實通過數(shù)據(jù)建立關(guān)聯(lián)，工程師可以借助數(shù)字孿生來頻繁迭代優(yōu)化產(chǎn)品方案�？茖W(xué)家可以借助數(shù)字孿生來確保航天安全和維護。智能駕駛系統(tǒng)可以借助數(shù)字孿生來幫智能汽車規(guī)劃最佳駕駛方案。

　　人工大腦

　　顯然，數(shù)字孿生的優(yōu)勢還在于將建模、仿真、物聯(lián)網(wǎng)、傳感器、人工智能、VR\AR等多項科技技術(shù)完美融合，正是如此才讓科技孿生變成科學(xué)家孜孜不倦前赴后繼探索的熱門課題。

　　在好萊塢科幻電影中，科學(xué)家可以將人類的記憶復(fù)制到機器人大腦或者讓機器人延續(xù)前一代機器人的意識。通過大腦意識的延續(xù)，讓永生成為可能。科幻大片導(dǎo)演的天馬行空的想象讓科技孿生改變未來世界有了新的夢想。

　　科技孿生腦概念圖

　　只要抽出功夫撥繭抽絲深入研究就可以發(fā)現(xiàn)，人類對孿生探索的溯源由來已久。服裝界用塑膠模特來展示衣服的美感，汽車界用橡膠模型來測試汽車氣囊安全性，針灸館用橡膠模特來對應(yīng)展示人體穴位。諸如此類低配版的科技孿生無法滿足人類的更高層次需求，因而科技孿生的交互特性讓現(xiàn)實和虛擬鏈接成為一種可能。

　　工程師借助虛擬洗頭先繪畫出智能穿戴設(shè)備的產(chǎn)品圖，現(xiàn)實中工廠制造出產(chǎn)品并銷售給用戶。用戶借助智能穿戴設(shè)備從而掌握獨特個體的血壓和心率等健康數(shù)據(jù)。借助藍牙、WIFI等傳輸方式被虛擬系統(tǒng)回收通過大數(shù)據(jù)分析從而出具完整的健康服務(wù)報告，讓用戶和平臺良性互動的過程就是科技孿生。

　　目前受技術(shù)制約，科技孿生尚不能做到對人類大腦的虛擬復(fù)制，但通過對現(xiàn)實物品的復(fù)制同樣讓人類受益匪淺。建筑設(shè)計師可以將毛胚房設(shè)計成樣板房，工人拿設(shè)計方案去照圖施工，最終呈現(xiàn)在業(yè)主面前的效果和電腦上看到的別無二致。

　　CCF HPC China 2021 大會

　　2021年10月21日，在珠海橫琴新區(qū)舉辦的全國高性能計算領(lǐng)域頂級盛會CCFHPC China 2021 大會上，長江學(xué)者特聘教授、上海數(shù)學(xué)中心首席教授、復(fù)旦大學(xué)類腦人工智能科學(xué)與技術(shù)研究院院長、復(fù)旦大學(xué)大數(shù)據(jù)學(xué)院院長、上海腦科學(xué)與類腦研究中心副主任馮建峰應(yīng)邀做了題為《數(shù)字孿生腦》的學(xué)術(shù)報告。

　　馮建峰教授做學(xué)術(shù)報告

　　該報告中提及復(fù)旦大學(xué)類腦智能科學(xué)與技術(shù)研究院項目團隊取得重大研究成果。“數(shù)字孿生腦”實現(xiàn)200億脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)全腦計算模擬。研究團隊通過對“數(shù)字孿生腦”的探索，人腦在靜息態(tài)，受到外界刺激時等不同情況下的狀態(tài)，將為今后向大腦學(xué)習(xí)的人工智能研究進一步拓展打下基礎(chǔ)。

　　在應(yīng)用科技孿生腦上，馮建峰教授創(chuàng)造性提出“腦體檢”的概念。將公眾較為關(guān)心的醫(yī)療健康和腦科學(xué)有機結(jié)合，讓科技孿生直接應(yīng)用于大眾醫(yī)療科學(xué)中，服務(wù)千萬級潛在需求者。

　　馮建峰教授表示，科技孿生在產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用上同樣取得不菲成績。以張江國際腦影像中心、多維度腦科學(xué)數(shù)據(jù)庫和標(biāo)本庫、張江國際腦影像中心、國際一流多尺度精密成像平臺等一系列研發(fā)平臺上線運營，標(biāo)志著全球最先進的腦與類腦前沿研究平臺集群應(yīng)運而生。

　　項目團隊在科技孿生基礎(chǔ)研究上，成功研發(fā)出領(lǐng)先全球的類腦智能原創(chuàng)算法、實現(xiàn)200億脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)全腦計算模擬到一系列腦科學(xué)實驗新范式、人工智能理論新算法……驕人成績信手拈來，得益于成員堅持不懈的努力，腦智能理論、類腦智能算法、腦疾病尋根等成果讓海內(nèi)外業(yè)界為之側(cè)目。

　　實踐出真知，科技創(chuàng)新離不開產(chǎn)業(yè)規(guī)�；�推廣應(yīng)用。目前，復(fù)旦大學(xué)類腦智能科學(xué)與技術(shù)研究院已推動腦智能理論與算法在重大領(lǐng)域的示范應(yīng)用，分別與自動駕駛、智能電網(wǎng)、智慧物流、軌道交通、智慧診療等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)貫通。在掌握多達百項專利背景下，和國內(nèi)多家企業(yè)機構(gòu)達成合作，共同將科技孿生應(yīng)用在諸多領(lǐng)域。

　　借助類腦智能等技術(shù)手段可以輔助醫(yī)療機構(gòu)進行健康管理和治療，如項目組經(jīng)過科學(xué)縝密實驗結(jié)果得出結(jié)論兒童睡眠少于7小時，極易導(dǎo)致行為問題、認知和心理問題。幫助醫(yī)療界精準(zhǔn)定位抑郁癥患者腦功能異常區(qū)域等。這意味著未來治愈抑郁癥不是沒有可能，技術(shù)變更帶來的革命性突破讓人腦與AI想象空間被無限拓展。

　　這并非不可能，隨著類腦技術(shù)的成熟新啟蒙運動悄然到來。美國Neuralink就曾成功讓猴子學(xué)會玩乒乓電腦游戲。試想，如果人腦與AI可以被成功應(yīng)用于失明、失聰、癱瘓、抑郁、精神分裂、自閉等診斷領(lǐng)域，勢必造福千萬人群。

　　2021 CCF HPC China大會

　　《數(shù)字孿生腦》學(xué)術(shù)報告只是CCF HPC China歷年來優(yōu)質(zhì)學(xué)術(shù)報告中的一例，窺一斑而知全貌足以說明全國高性能計算學(xué)術(shù)年會當(dāng)選全球最具影響力的三大盛會名副其實。大會的成功舉辦離不開并行科技等企業(yè)在幕后辛勤耕耘。此外，本屆CCF HPC China 2021大會承辦地珠海橫琴新區(qū)，更是戰(zhàn)略性布局橫琴超算中心。

　　珠海國際會展中心

　　珠海橫琴新區(qū)橫琴超算中心正在向全球規(guī)模最大的人工智能超算中心努力。作為大灣區(qū)合作新模式示范區(qū)，橫琴與中科院聯(lián)合上線橫琴超算中心為橫琴成為大灣區(qū)國際科技創(chuàng)新中心埋下引領(lǐng)未來經(jīng)濟高速發(fā)展的基石。超算落戶橫琴意義遠不止如此，圍繞橫琴超算中心將推動珠江口人工智能研學(xué)企發(fā)展，也將為大灣區(qū)人工智能科研機構(gòu)和企業(yè)提供支撐。

　　粵澳深度合作區(qū)推介

　　古人云：三才者，天地人。相信沒有人能隨便成功，碩果累累離不了生長的土壤。正是有CCF HPC China大會數(shù)十年如一日的堅守如初及主辦方慷慨解囊，地方政府此起彼伏的產(chǎn)業(yè)扶持，科研人安貧樂道的求索精神。正是這樣的天時地利人和，讓中國的科技領(lǐng)域?qū)覍覀鞒獎P旋的音律。