類腦智能、類腦芯片，對(duì)于絕大多數(shù)人來(lái)說(shuō)可能是一種過(guò)于專業(yè)和陌生的名詞，但實(shí)際上，類腦智能與人們的生活息息相關(guān)，甚至也與我們經(jīng)常掛在嘴邊的人工智能難分彼此。

在某種程度上，類腦智能已經(jīng)超出了現(xiàn)有人工智能的范疇，更偏向?yàn)橐环N平臺(tái)技術(shù)。在人們都在思考人工智能的下一步發(fā)展路徑時(shí)，“低調(diào)”的類腦智能，已悄然成為最受關(guān)注的“種子選手”之一。

進(jìn)擊中的類腦智能，新一輪智能革命即將到來(lái)

SynSense時(shí)識(shí)科技創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官喬寧

人腦有太多值得機(jī)器學(xué)習(xí)和借鑒的能力，包括低功耗、高容錯(cuò)、創(chuàng)造性等等。而類腦計(jì)算實(shí)際上正是借鑒人腦的信息處理方式，因此也被稱為神經(jīng)形態(tài)計(jì)算。

“類腦賽道有兩大維度，一是感知，二是計(jì)算。感知包括視覺(jué)、語(yǔ)音等的感知，可以理解為把環(huán)境的變量變成脈沖序列。而計(jì)算是基于稀松的數(shù)據(jù)來(lái)連續(xù)地做計(jì)算，包含了event-driven，也就是事件觸發(fā)運(yùn)算的概念。”SynSense時(shí)識(shí)科技創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官喬寧道。他進(jìn)一步說(shuō)道，“如果用關(guān)鍵詞來(lái)對(duì)類腦計(jì)算做一個(gè)界定的話，那么首先它是一個(gè)時(shí)域加空域的計(jì)算，其次它的計(jì)算是稀松的?！?/p>

由于邊緣計(jì)算和5G網(wǎng)絡(luò)等新技術(shù)更依賴于瞬時(shí)響應(yīng)，數(shù)據(jù)中心固有的延遲和資源占用問(wèn)題將變得愈發(fā)難以接受。而類腦技術(shù)作為一種新型范式，憑借其實(shí)時(shí)處理非結(jié)構(gòu)化信息、自主學(xué)習(xí)、超低功耗、超低延時(shí)等強(qiáng)大能力，開(kāi)始受到人們的廣泛關(guān)注。

當(dāng)前，無(wú)論是中國(guó)還是歐美國(guó)家，對(duì)類腦技術(shù)均保持著足夠的耐心和期盼，斥巨資支持此類研究或長(zhǎng)期布局的案例屢見(jiàn)不鮮。企業(yè)和科研人員對(duì)類腦技術(shù)的關(guān)注度也正在逐漸提升。

SynSense時(shí)識(shí)科技全球首款感算一體動(dòng)態(tài)視覺(jué)智能SoC-Speck

以英特爾神經(jīng)擬態(tài)芯片Loihi2為例，該芯片建立在英特爾4nm工藝節(jié)點(diǎn)的預(yù)生產(chǎn)版本之上，集成的神經(jīng)元數(shù)量達(dá)到了100萬(wàn)，性能提升超過(guò)Loihi110倍。但就目前而言，其并不會(huì)成為產(chǎn)品出現(xiàn)在商業(yè)化場(chǎng)景里。

英特爾神經(jīng)擬態(tài)計(jì)算實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用研究負(fù)責(zé)人尤利婭·桑達(dá)米爾斯卡婭說(shuō)：“我們更多將Loihi2視為一種研究型芯片，以此為研究人員提供途徑，來(lái)探索不同的應(yīng)用方向?！?/p>

SynSense時(shí)識(shí)科技聯(lián)合創(chuàng)始人兼首席科學(xué)家賈科莫·因迪維里說(shuō)：“在歐洲，部分瑞士、荷蘭或者意大利的實(shí)驗(yàn)室，早已遵循著20世紀(jì)90年代卡弗·米德開(kāi)創(chuàng)的混合模擬/數(shù)字電路和異步數(shù)字電路而進(jìn)行類腦技術(shù)開(kāi)發(fā)。在中國(guó)，不少科創(chuàng)公司也已開(kāi)始推動(dòng)類腦技術(shù)，或是新興技術(shù)領(lǐng)域（如憶阻器）進(jìn)行探索。”

據(jù)Yole Development預(yù)測(cè)，2035年類腦計(jì)算市場(chǎng)將占人工智能總收入的5%～20%，市場(chǎng)規(guī)模約200億美元。

毋庸置疑的是，有望打破“馮·諾依曼”計(jì)算機(jī)局限性的類腦技術(shù)，必將在各個(gè)領(lǐng)域極大地拓展仿生器件的應(yīng)用范疇，從而掀起新一輪的智能革命。

那么在全球類腦計(jì)算技術(shù)發(fā)展的熱潮中，企業(yè)究竟該如何搶占類腦計(jì)算領(lǐng)域的制高點(diǎn)，又該如何加速推動(dòng)產(chǎn)業(yè)落地？

憑借領(lǐng)先算法和硬件設(shè)計(jì)，搶灘類腦計(jì)算領(lǐng)域制高點(diǎn)

與人工智能的迅速崛起不同，目前中國(guó)類腦計(jì)算的發(fā)展尚處于初級(jí)階段，還沒(méi)有形成明確的產(chǎn)業(yè)。國(guó)內(nèi)的類腦企業(yè)并不多，且大部分還處于積極探索落地應(yīng)用場(chǎng)景的階段。

在這種情況下，類腦企業(yè)通常面臨著一個(gè)巨大挑戰(zhàn)，即在沒(méi)有明確的基礎(chǔ)設(shè)施和應(yīng)用導(dǎo)向的環(huán)境中，如何才能迅速摸著石頭過(guò)河？

這其中，于2017年成立的SynSense時(shí)識(shí)科技或可給后來(lái)者帶來(lái)啟示。

SynSense時(shí)識(shí)科技成立于瑞士蘇黎世，2020年總部遷至中國(guó)。幾年內(nèi)，SynSense時(shí)識(shí)科技已落子國(guó)內(nèi)外多個(gè)主要城市，設(shè)立了蘇黎世高級(jí)研發(fā)中心、上海/南京IC研發(fā)中心、成都運(yùn)營(yíng)總部以及深圳創(chuàng)芯中心。

與更多的研發(fā)型科研機(jī)構(gòu)不同，SynSense時(shí)識(shí)科技從創(chuàng)立伊始就確立了以推動(dòng)類腦商業(yè)化落地為導(dǎo)向的發(fā)展路線。

SynSense時(shí)識(shí)科技聯(lián)合創(chuàng)始人、首席科學(xué)家賈科莫教授

“類腦企業(yè)想要在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中脫穎而出，是一件非常艱難的事情，因?yàn)槲覀兪菦](méi)有任何成功路徑可供借鑒的。我們之所以能夠保持競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，很重要的一點(diǎn)在于自身領(lǐng)先的算法開(kāi)發(fā)和硬件設(shè)計(jì)。”喬寧表示。

據(jù)了解，SynSense時(shí)識(shí)科技是蘇黎世大學(xué)唯一境外孵化公司。聯(lián)合創(chuàng)始人兼首席科學(xué)家賈科莫，師從加州理工傳奇人物、神經(jīng)形態(tài)工程發(fā)明人卡弗·米德教授。同時(shí)，賈科莫也是蘇黎世大學(xué)與蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院的終身教授，現(xiàn)任蘇黎世神經(jīng)信息研究所INI所長(zhǎng)。而喬寧在中科院博士畢業(yè)后，也于2012年加入INI，與賈科莫一道進(jìn)行類腦研究。

追溯INI的歷史，能夠摸索出類腦技術(shù)由加州理工學(xué)院起源并延伸至歐洲的發(fā)展歷程，包括賈科莫在內(nèi)，多位在神經(jīng)擬態(tài)技術(shù)、動(dòng)態(tài)視覺(jué)領(lǐng)域的代表性人物均出自這家機(jī)構(gòu)。

創(chuàng)始團(tuán)隊(duì)主要來(lái)自于INI，正因如此，SynSense時(shí)識(shí)科技雖成立時(shí)間不算長(zhǎng)，但建立在類腦積淀之上，占據(jù)技術(shù)優(yōu)勢(shì)自然也就水到渠成。

SynSense時(shí)識(shí)科技軟件支持

目前，SynSense時(shí)識(shí)科技已聚集了來(lái)自十幾個(gè)國(guó)家及地區(qū)的近百名研發(fā)人員。

在英特爾類腦實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用負(fù)責(zé)人尤利婭看來(lái)，將類腦技術(shù)帶向市場(chǎng)，軟件、工具鏈等方面的開(kāi)發(fā)也必不可少。

“SynSense時(shí)識(shí)科技擁有算法、芯片、工具鏈一整個(gè)體系的完整團(tuán)隊(duì)。我們的工具鏈下載量已經(jīng)超過(guò)10萬(wàn)次，在類腦這個(gè)生態(tài)里已經(jīng)是很可觀的數(shù)字，”喬寧道。

除了技術(shù)層面，從大的市場(chǎng)趨勢(shì)與時(shí)機(jī)來(lái)看，如今的市場(chǎng)對(duì)硬科技顯然更期待。

賈科莫尤其注意到了中國(guó)市場(chǎng)的潛力。“中國(guó)對(duì)于人工智能、類腦智能技術(shù)抱有很高的期待，并且有能力消化新興技術(shù)及應(yīng)用所帶來(lái)的巨大潛能。因此，對(duì)于以SynSense時(shí)識(shí)科技為代表的非傳統(tǒng)新興人工智能初創(chuàng)企業(yè)來(lái)說(shuō)，開(kāi)發(fā)類腦技術(shù)可謂正當(dāng)時(shí)?！边@也是蘇黎世大學(xué)愿意將歐洲頂尖技術(shù)帶至中國(guó)孵化的重要原因。

明確產(chǎn)業(yè)落地路徑，賦能新一代智能應(yīng)用

全球首顆動(dòng)態(tài)視覺(jué)專用處理器DYNAP-CNN

面對(duì)充滿機(jī)遇卻尚未開(kāi)發(fā)的巨大市場(chǎng)，SynSense時(shí)識(shí)科技需要思考的是，如何加速類腦芯片落地商用？

當(dāng)前，市面上其實(shí)已有部分案例開(kāi)始融合類腦技術(shù)。

“從Synaptics公司的觸摸板感知處理系統(tǒng)，羅技公司軌跡球，到Intan Technologies公司的神經(jīng)信號(hào)放大芯片，還有英頻杰公司的標(biāo)簽芯片等。就脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)芯片而言，有Loihi2、SpiNNaker2芯片……這些都不是大批量制造的芯片，因?yàn)楝F(xiàn)無(wú)具體應(yīng)用可以使其特性完全發(fā)揮。”賈科莫指出。

“SynSense時(shí)識(shí)科技的優(yōu)勢(shì)在于針對(duì)具體應(yīng)用而對(duì)類腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加以優(yōu)化，并且已研發(fā)了面向應(yīng)用的脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)芯片。我認(rèn)為其類腦芯片的商業(yè)落地只是時(shí)間問(wèn)題?！彼a(bǔ)充道。

無(wú)疑，這是一個(gè)很艱難的任務(wù)，但SynSense時(shí)識(shí)科技已經(jīng)為類腦芯片大規(guī)模商用而做足準(zhǔn)備。

喬寧說(shuō)：“我們是去理解應(yīng)用場(chǎng)景，從算法層面入手，把算法變成芯片架構(gòu)，再推給市場(chǎng)。這個(gè)賽道里很難找到可以借鑒的公司，這算是一個(gè)比較大的挑戰(zhàn)?！?/p>

2021年，SynSense時(shí)識(shí)科技除了發(fā)布全球首款“感算一體”動(dòng)態(tài)視覺(jué)智能SoC-Speck，還發(fā)布了世界首款低維度類腦處理器XYLO等代表性類腦智能解決方案，一經(jīng)推出后迅速獲得業(yè)界關(guān)注。

“類腦技術(shù)具有明顯優(yōu)勢(shì)，在降低功耗的同時(shí)，實(shí)時(shí)性能夠有量級(jí)提升，目前市面上可替代的技術(shù)方案很少。另外類腦技術(shù)方案的成本也很低，對(duì)于很多應(yīng)用場(chǎng)景來(lái)說(shuō)，類腦技術(shù)是可以進(jìn)行導(dǎo)入和落地的?！眴虒幗忉?。

談及類腦技術(shù)應(yīng)用，英特爾神經(jīng)形態(tài)應(yīng)用負(fù)責(zé)人尤利婭的想法與喬寧不謀而合。

她表示，對(duì)于企業(yè)來(lái)說(shuō)，可以先從特定應(yīng)用場(chǎng)景切入、推動(dòng)技術(shù)方案落地，形成一條技術(shù)通路，既展示類腦技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，也將落地經(jīng)驗(yàn)推及更多場(chǎng)景中。她說(shuō)：“我個(gè)人認(rèn)為機(jī)器人技術(shù)是神經(jīng)形態(tài)技術(shù)最有前途的應(yīng)用之一，當(dāng)前機(jī)器人技術(shù)想要取得大的突破，需要更復(fù)雜的感知，而神經(jīng)形態(tài)這方面有著先天優(yōu)勢(shì)?！?/p>

據(jù)悉，SynSense時(shí)識(shí)科技已推出的技術(shù)方案主要針對(duì)端側(cè)感知及計(jì)算，主要用于智能家居、智能玩具、智能座艙、移動(dòng)設(shè)備、物聯(lián)網(wǎng)、無(wú)人駕駛、智能安防、無(wú)人機(jī)、AR和VR、智慧養(yǎng)殖等細(xì)分領(lǐng)域，針對(duì)智能機(jī)器人這一方向，也已展開(kāi)積極布局。

保持持續(xù)創(chuàng)新力，兼顧“短期存活”和“長(zhǎng)期愿景”

世界首款低維度類腦處理器XYLO

對(duì)于類腦企業(yè)而言，還需要同時(shí)兼顧長(zhǎng)期愿景和短期存活兩大挑戰(zhàn)。

同樣作為類腦技術(shù)領(lǐng)域的專家代表，清華大學(xué)助理教授、博士生導(dǎo)師、天機(jī)芯主要研發(fā)者鄧?yán)谡J(rèn)為，如果類腦企業(yè)不能堅(jiān)持長(zhǎng)期愿景，稍不注意就會(huì)成為一家人工智能企業(yè)，加入目前人工智能產(chǎn)業(yè)的龐大競(jìng)爭(zhēng)隊(duì)伍中；但如果不能解決短期存活的問(wèn)題，可能很快就會(huì)被淘汰掉。

這就需要企業(yè)采取合適的規(guī)劃，既能解決眼前的生存問(wèn)題，又能保持對(duì)類腦技術(shù)的美好愿景。

鄧?yán)谡J(rèn)為，想要脫穎而出，必須積極去創(chuàng)造更多的應(yīng)用場(chǎng)景，多做嘗試，而不是等待。“類腦行業(yè)是研究屬性和工程屬性都比較強(qiáng)的一個(gè)行業(yè)，因此企業(yè)需要和科研機(jī)構(gòu)緊密合作，建立戰(zhàn)略關(guān)系。學(xué)術(shù)端傾向于研究性更強(qiáng)的理論原理和芯片原型等，企業(yè)端則傾向于工程性更強(qiáng)的算法應(yīng)用與量產(chǎn)芯片、系統(tǒng)軟件等。因此，企業(yè)要從需求角度積極挖掘可能的應(yīng)用場(chǎng)景，反饋至學(xué)術(shù)端，這對(duì)于類腦技術(shù)的落地非常重要。”

Speck開(kāi)發(fā)套件

“科技企業(yè)需要兼顧短期落地和長(zhǎng)期愿景，進(jìn)行短、中、長(zhǎng)期布局，分別形成小的閉環(huán)，保持創(chuàng)新能力?！眴虒幷f(shuō)，“比如我們的動(dòng)態(tài)視覺(jué)SoC-Speck、XYLO，是偏短、中期的場(chǎng)景。同時(shí)，我們也在SLAM、無(wú)人機(jī)、高速避障等方向進(jìn)行研發(fā)。我們的future lab在做機(jī)器人相關(guān)的感算一體主控芯片，另外也在推進(jìn)憶阻器，這些應(yīng)用都需要低功耗、在端側(cè)有強(qiáng)大的感知和計(jì)算能力的技術(shù)方案?！?/p>

在喬寧看來(lái)，長(zhǎng)期愿景的實(shí)現(xiàn)需要持續(xù)的創(chuàng)新力，類腦技術(shù)應(yīng)當(dāng)作為一種平臺(tái)技術(shù)，讓智能更聰明，真正賦能、深耕每一個(gè)賽道。

肉眼可見(jiàn)的變化是，無(wú)論是中國(guó)還是國(guó)際，從事類腦理論、算法和應(yīng)用的研究者群體正在擴(kuò)大，類腦行業(yè)目前正處于突圍階段，并從各個(gè)方向推動(dòng)著類腦技術(shù)向前發(fā)展。

隨著企業(yè)與學(xué)術(shù)在上述各環(huán)節(jié)中的堅(jiān)持和突破，并積極從業(yè)界需求角度出發(fā)去創(chuàng)造不同的應(yīng)用場(chǎng)景，更多的前沿技術(shù)、芯片和應(yīng)用都將走向“平易近人”，類腦產(chǎn)業(yè)落地已成為一個(gè)必然趨勢(shì)。