經(jīng)過多年努力，我國科學(xué)家成功研制出了面向人工通用智能的新型類腦計(jì)算芯片——“天機(jī)芯”，而且成功地在無人駕駛自行車上進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。日前，《自然》雜志封面文章展示了這一新型人工智能芯片，這是世界首款異構(gòu)融合類腦芯片，實(shí)現(xiàn)了中國在芯片和人工智能兩大領(lǐng)域《自然》論文的零突破。

“天機(jī)芯”究竟有何突破？

芯片是人工智能系統(tǒng)的“大腦”，如今人工智能技術(shù)有兩種主流“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NAI“大腦”的平臺(tái)各不相同且互不兼容。而“天機(jī)芯”卻能把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，原則上，人工通用智能平臺(tái)可以執(zhí)行人類能夠完成的所有任務(wù)。

自行車“成精”了？

用于展示“天機(jī)芯”性能的平臺(tái)是在清華大學(xué)操場上“撒歡”的一輛無人駕駛自行車。試驗(yàn)中，自行車不僅可以識(shí)別語音指令、實(shí)現(xiàn)自平衡控制，可以自行越過路面的小凸起，不會(huì)因失去平衡而摔倒，還能探測和跟蹤前方行人并自動(dòng)避障，這體現(xiàn)了無人駕駛自行車的動(dòng)態(tài)感知、目標(biāo)探測、過障、自主決策等能力。

自行車“成精”了？不，這只是因?yàn)樗渖狭恕疤鞕C(jī)芯”大腦，還配備了慣性測量單元傳感器、攝像頭、麥克風(fēng)、剎車電機(jī)、轉(zhuǎn)向電機(jī)等制動(dòng)器，以及控制、計(jì)算等處理平臺(tái)。

一塊“天機(jī)芯”可以同時(shí)運(yùn)行5種不同神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)：用于圖像處理和物體檢測的CNN、用于語音命令識(shí)別的SNN、用于人類目標(biāo)跟蹤的CANN、用于姿態(tài)平衡和方向控制的MLP和用于決策控制的混合網(wǎng)絡(luò)。芯片采用眾核架構(gòu)和任意路由拓?fù)洌杂杉筛鞣N神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和混合編碼方案，在多個(gè)模型之間無縫通信，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”的無人駕駛自行車。據(jù)悉，這是世界上第一輛既有電腦思維，又有人腦思維，有近乎“獨(dú)立思考”能力的自行車。

如何窺探“天機(jī)”？

現(xiàn)有的人工智能是專有人工智能，一個(gè)問題對(duì)應(yīng)一個(gè)解決辦法，只要滿足條件都可以做得很好，但難以處理模糊問題，也不能跨界處理問題。比如阿爾法狗下圍棋能贏世界冠軍，卻做不出閱讀理解題。而與之相對(duì)的是能處理視覺、聽覺、學(xué)習(xí)、推理等多種任務(wù)，具備舉一反三、融會(huì)貫通能力的人工通用智能。發(fā)展人工通用智能是人工智能學(xué)界一直在努力的方向，國內(nèi)外很多機(jī)構(gòu)都在做。

清華大學(xué)類腦計(jì)算研究中心由校內(nèi)7個(gè)院系聯(lián)合組建，融合了腦科學(xué)、電子、微電子、計(jì)算機(jī)、自動(dòng)化、材料以及精密儀器等學(xué)科，成立之初就瞄準(zhǔn)了基于“天機(jī)”系列芯片的類腦系統(tǒng)的研發(fā)。以類腦覓“天機(jī)”，從腦科學(xué)的最新研究成果中找方向標(biāo)就成為一個(gè)必然選擇。

類腦研究是借鑒，不是簡單模仿，是神似，不是形似，它要解決人工智能的時(shí)空復(fù)雜度、能效等問題。電腦早就在某些方面超越了人腦，比如記得快記得準(zhǔn)、算得快算得準(zhǔn)。但目前在自主學(xué)習(xí)、模糊推理等領(lǐng)域與人腦仍有相當(dāng)大的距離，而類腦計(jì)算可以縮小它們的差距。

計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)是一直前進(jìn)從不退步，因此它超越人腦的領(lǐng)域?qū)?huì)越來越多，但我們不必因此懼怕計(jì)算機(jī)的發(fā)展。我們要用人類的智慧規(guī)范人工智能的發(fā)展，讓它服務(wù)于人類。