东南大学首席教授团队论文：不受限制的人工智能必将超越人类智能

2月11日，东南大学新闻网发布文章《东南大学自动化学院黄广斌首席教授国际研究团队理论证明不受限制的人工智能必将超越人类智能，推动AI和脑科学研究的融合》介绍，近日，东南大学自动化学院黄广斌首席教授联合哈佛医学院、清华大学、新加坡国立大学、新加坡南洋理工大学、新加坡国家神经科学研究院、新加坡国家人工智能安全研究院、中山大学、香港岭南大学等多家科研机构，在国际学术期刊《Neurocomputing》上发表题为“不受限制的人工智能必将超越人类智能：利用大脑AI孪生理论洞悉大脑秘密（Artificial intelligence without restriction surpassing human intelligence with probability one: Theoretical insight into secrets of the brain with AI twins of the brain）”的学术论文。

该研究解决了一个自70年前AI诞生之初就存在的备受关注的争议性问题：AI是否会在未来发展到超越人类智能？研究指出，人类智能的含义难以定义，其无限功能也难以全面掌握。直观地说，大脑中可能存在无限数量的未知感知（视觉、听觉、温度、触觉等）和认知（思维、记忆、学习、问题解决、语言和决策等）功能。如果基于传统的数学和神经元动力学方法，将无法理解和表示所有这些“未知”。如果像通常的基于大脑的特定功能区域或子系统建立和比较AI模型，那么逐项比较人工智能和人类智能将是不切实际的。

研究团队提出了新型细胞级别的AI孪生方法，从人脑物理组件（如神经元、突触等）自下而上构建为人类脑的AI孪生系统，并从理论上证明其能够以任意预期的小误差逼近大脑及其各个子功能系统（如感知和认知功能），且不受限制的AI必定超越人类智能。研究从理论上揭示了人类智能只是自然界固有的“智能”的一个子集，是自然界在一种物理体系（生物脑）中的智能体现。

此外，该研究也理论证明了弗兰克·罗森布拉特（Frank Rosenblatt）在70年前关于AI潜力的猜想，即人工神经网络具有巨大潜力，尤其是它们能够使AI系统行走、说话、观察、写作、自我复制，甚至发展出对自身存在的意识。

该研究还针对两个广泛讨论的基本问题给出了答案：1）AI是否有发明创造能力；2）AI应用中常用的误差反向传播算法是否也适用于大脑。对于第一个问题，理论上AI孪生能以任何预期的小误差普遍近似大脑及其功能系统，因此AI就有发明创造能力，可能有助发现自然界中存在的基本原理和定理。对于第二个问题，需要双向信息传输的误差反向传播算法在大脑中顺序连接的单向生物组件（神经元和突触）上可能不可行。此外，该算法涉及大量计算和迭代，从而导致高能耗，这在生物体的生存环境中是不现实的。

该研究将为以下领域开辟新的途径：1）细胞级别的神经科学动态分析、大脑功能分析和脑疾病诊断，为脑相关疾病的研究和治疗提供新思路；2）促进跨学科团队运用AI技术研究不同类型的神经元、突触和大脑不同层级的功能子系统；3）推动低功耗AI技术的开发；4）开发出具有发现自然法则能力的新型可控、更高效、更节能、可解释且安全的AI技术。

据东南大学官网介绍，黄广斌，东南大学首席教授，曾担任新加坡南洋理工大学工学部正教授招聘委员会委员、瓦伦堡(Wallenberg)-南洋理工大学校长博士后奖学金委员会委员、中国工业和信息化部中国大数据产业生态联盟主任专家委员、中国疏浚协会智能化专家组副组长。

自2014起黄广斌连续9年被汤申路透（Thomson Reuters ）评为“高被引用研究者（Highly Cited Researcher）”（工程类和计算机科学类）以及“世界最有影响力的科学精英(The World's Most Influential Scientific Minds)”，位列斯坦福大学2021年Top2%世界科学家新加坡南洋理工大学中的第一名。他连续多年被提名新加坡总统科学奖（2016,2017,2018,2019）。

黄广斌的两篇AI学术文章在2017年被谷歌学术（Google Scholar）列为世界上“过去10年经过时间验证的Top 10人工智能经典文章”中的Top 2和Top 7。

黄广斌提出的AI理论最近也得到了生物和脑神经学的直接生物验证，弥补了机器学习和脑学习机制之间的空白，解决了计算机之父冯·诺依曼（John von Neumann）60年前的关于人脑和计算机结构和能力的困惑。他多次受邀在大型国际会议做AI主题报告，包括IEEE ICONIP、IEEE中国软件大会、世界架构师峰会等。他是Neurocomputing, Cognitive Computation, Neural Networks 和IEEE Transactions on Cybernetics期刊的Associate Editor。

黄广斌主持的主要项目有：德国宝马集团和南洋理工大学未来汽车联合研究实验室人机交互，脑机交互以及汽车辅助驾驶项目，英国劳斯莱斯和南洋理工大学联合研究实验室海洋船舶导航决策辅助系统项目，新加坡科技工程和南洋理工大学先进机器人联合研究实验室场景识别和机器学习项目，台湾台达电子股份有限公司和南洋理工大学物联网联合研究实验室数据分析和视频项目。