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        天機(jī)芯:以『類腦』覓『天機(jī)』

        2019-04-09 17:24:54
        發(fā)明與創(chuàng)新 2019年33期
        關(guān)鍵詞:類腦機(jī)芯人腦

        當(dāng)下最熱的話題,人工智能無(wú)疑是其中之一。要想抓住發(fā)展人工智能的機(jī)遇,必須在核心芯片上做到自主可控。近日,清華大學(xué)類腦計(jì)算研究中心教授施路平團(tuán)隊(duì)研發(fā)了一款類腦計(jì)算芯片“天機(jī)芯”,有望促進(jìn)人工通用智能發(fā)展。它是世界首款異構(gòu)融合類腦芯片,實(shí)現(xiàn)了中國(guó)在芯片和人工智能兩大領(lǐng)域《自然》論文的零突破。

        裝上“天機(jī)芯”,自行車“成精”了

        騎自行車和開飛機(jī)哪個(gè)更難?與大多數(shù)人想當(dāng)然的答案“開飛機(jī)”不同,計(jì)算機(jī)科學(xué)家給出的答案是騎自行車。

        如果要實(shí)現(xiàn)無(wú)人駕駛自行車,除了需要解決啟動(dòng)、加速、勻速前行、轉(zhuǎn)彎、變道、避障等動(dòng)作外,還需要識(shí)別紅綠燈和機(jī)動(dòng)車車道、語(yǔ)音信號(hào),還要感知周圍人車的速度以及預(yù)判變道對(duì)周圍人車是否產(chǎn)生干擾。而大部分民航飛機(jī)上都安裝了自動(dòng)駕駛系統(tǒng)。

        清華大學(xué)依托精密儀器系的類腦計(jì)算研究中心發(fā)布的這項(xiàng)最新研究成果——類腦計(jì)算芯片“天機(jī)芯”,讓無(wú)人駕駛自行車成為現(xiàn)實(shí)。這個(gè)無(wú)人智能自行車系統(tǒng)包括了激光測(cè)速、陀螺儀、攝像頭等傳感器,剎車電機(jī)、轉(zhuǎn)向電機(jī)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)等制動(dòng)器,以及控制平臺(tái)、計(jì)算平臺(tái)、天機(jī)板級(jí)系統(tǒng)等處理平臺(tái)等,它可以實(shí)時(shí)感知周圍環(huán)境,跟隨前方的試驗(yàn)人員并自動(dòng)進(jìn)行避障的操作,并根據(jù)語(yǔ)音指令、視覺(jué)感知的反饋產(chǎn)生實(shí)時(shí)信號(hào)對(duì)電機(jī)進(jìn)行控制,以達(dá)到保持平衡,改變行進(jìn)狀態(tài)(包括橫向和縱向)并根據(jù)目標(biāo)人物的位置控制自行車轉(zhuǎn)向,完成實(shí)時(shí)追蹤,最終讓人們看到了這輛可以順利完成各種任務(wù)的“成了精”的自行車。

        人腦+ 電腦= 類腦

        芯片是人工智能系統(tǒng)的“大腦”?,F(xiàn)有人工智能技術(shù)存在兩種主流“大腦”:一種是支持人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的深度學(xué)習(xí)加速器,基于研究“電腦”的計(jì)算機(jī)科學(xué),讓計(jì)算機(jī)運(yùn)行機(jī)器學(xué)習(xí)算法;另一種是支持脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的神經(jīng)形態(tài)芯片,基于研究“人腦”的神經(jīng)科學(xué),無(wú)限模擬人類大腦。

        雖然同為人工智能,它們卻“雞同鴨講”不能交流,這是因?yàn)閮煞N人工智能“大腦”的平臺(tái)各不相同且互不兼容。以運(yùn)動(dòng)視頻分析能力為例,完全采用深度學(xué)習(xí)技術(shù),需基于每一幀去處理,耗能大、代價(jià)高、數(shù)據(jù)量大,且受傳感器帶寬限制會(huì)出現(xiàn)卡頓。而完全用神經(jīng)形態(tài)技術(shù)處理,數(shù)據(jù)量降下來(lái)了,耗能小,但處理正確率又低了,容易出錯(cuò)。“在某種程度上,人腦和電腦是互補(bǔ)的?!笔┞菲奖硎?,從計(jì)算和存儲(chǔ)的速度和精確性來(lái)說(shuō),人根本不是計(jì)算機(jī)的對(duì)手。但對(duì)于一些不確定的思考型問(wèn)題,人腦有著不可替代的優(yōu)勢(shì)。

        在施路平看來(lái),腦科學(xué)是一個(gè)金礦,自然界的通用智能系統(tǒng)只有人腦,以“類腦”覓“天機(jī)”,從腦科學(xué)的最新研究成果中尋找方向標(biāo),就成為一個(gè)必然選擇。“天機(jī)芯”正是這兩種原本互不兼容的人工智能芯片融為一體,成為世界首款異構(gòu)融合類腦芯片。這種融合技術(shù)有望實(shí)現(xiàn)人工通用智能,執(zhí)行人類能夠完成的所有任務(wù)。(本刊綜合)

        自動(dòng)行駛自行車演示平臺(tái)(圖/清華大學(xué)官網(wǎng))

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