天機芯：以“類腦”覓“天機”

當下最熱的話題，人工智能無疑是其中之一。要想抓住發展人工智能的機遇，必須在核心芯片上做到自主可控。近日，清華大學類腦計算研究中心教授施路平團隊研發了一款類腦計算芯片“天機芯”，有望促進人工通用智能發展。它是世界首款異構融合類腦芯片，實現了中國在芯片和人工智能兩大領域《自然》論文的零突破。

騎自行車和開飛機哪個更難？與大多數人想當然的答案“開飛機”不同，計算機科學家給出的答案是騎自行車。

如果要實現無人駕駛自行車，除了需要解決啟動、加速、勻速前行、轉彎、變道、避障等動作外，還需要識別紅綠燈和機動車車道、語音信號，還要感知周圍人車的速度以及預判變道對周圍人車是否產生干擾。而大部分民航飛機上都安裝了自動駕駛系統。

清華大學依托精密儀器系的類腦計算研究中心發布的這項最新研究成果——類腦計算芯片“天機芯”，讓無人駕駛自行車成為現實。這個無人智能自行車系統包括了激光測速、陀螺儀、攝像頭等傳感器，剎車電機、轉向電機、驅動電機等制動器，以及控制平臺、計算平臺、天機板級系統等處理平臺等，它可以實時感知周圍環境，跟隨前方的試驗人員并自動進行避障的操作，并根據語音指令、視覺感知的反饋產生實時信號對電機進行控制，以達到保持平衡，改變行進狀態（包括橫向和縱向）并根據目標人物的位置控制自行車轉向，完成實時追蹤，最終讓人們看到了這輛可以順利完成各種任務的“成了精”的自行車。

芯片是人工智能系統的“大腦”。現有人工智能技術存在兩種主流“大腦”：一種是支持人工神經網絡的深度學習加速器，基于研究“電腦”的計算機科學，讓計算機運行機器學習算法;另一種是支持脈沖神經網絡的神經形態芯片，基于研究“人腦”的神經科學，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，這是因為兩種人工智能“大腦”的平臺各不相同且互不兼容。以運動視頻分析能力為例，完全采用深度學習技術，需基于每一幀去處理，耗能大、代價高、數據量大，且受傳感器帶寬限制會出現卡頓。而完全用神經形態技術處理，數據量降下來了，耗能小，但處理正確率又低了，容易出錯。“在某種程度上，人腦和電腦是互補的。”施路平表示，從計算和存儲的速度和精確性來說，人根本不是計算機的對手。但對于一些不確定的思考型問題，人腦有著不可替代的優勢。

在施路平看來，腦科學是一個金礦，自然界的通用智能系統只有人腦，以“類腦”覓“天機”，從腦科學的最新研究成果中尋找方向標，就成為一個必然選擇。“天機芯”正是這兩種原本互不兼容的人工智能芯片融為一體，成為世界首款異構融合類腦芯片。這種融合技術有望實現人工通用智能，執行人類能夠完成的所有任務。（本刊綜合）※