天機(jī)芯：以『類腦』覓『天機(jī)』

當(dāng)下最熱的話題，人工智能無疑是其中之一。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)無人駕駛自行車，除了需要解決啟動、加速、勻速前行、轉(zhuǎn)彎、變道、避障等動作外，還需要識別紅綠燈和機(jī)動車車道、語音信號，還要感知周圍人車的速度以及預(yù)判變道對周圍人車是否產(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”，讓無人駕駛自行車成為現(xiàn)實(shí)。這個無人智能自行車系統(tǒng)包括了激光測速、陀螺儀、攝像頭等傳感器，剎車電機(jī)、轉(zhuǎn)向電機(jī)、驅(qū)動電機(jī)等制動器，以及控制平臺、計(jì)算平臺、天機(jī)板級系統(tǒng)等處理平臺等，它可以實(shí)時感知周圍環(huán)境，跟隨前方的試驗(yàn)人員并自動進(jìn)行避障的操作，并根據(jù)語音指令、視覺感知的反饋產(chǎn)生實(shí)時信號對電機(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”。現(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”的平臺各不相同且互不兼容。以運(yùn)動視頻分析能力為例，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(bǔ)的。”施路平表示，從計(jì)算和存儲的速度和精確性來說，人根本不是計(jì)算機(jī)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(yōu)勢。

在施路平看來，腦科學(xué)是一個金礦，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）

自動行駛自行車演示平臺（圖/清華大學(xué)官網(wǎng)）