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中国类脑〖nao〗盘算先【xian】行者:在《zai》AI“无人区”探【tan】路

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分类:科技

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清华大学类脑盘算研究中央研制的无人自行车搭载了天机芯片,可以实现自动平衡、避障、过障、目的跟踪、语音指令识别以及自主决议。记者 王晨曦 摄

北京9月23日电(记者王晨曦 赵鑫虎)在清华大学周详仪器系大楼的一间实验室里,一排摄像头阵列对着液晶屏幕上不停变换的视觉图像,旁边〖bian〗的服务器发出稍微的运行声响。

“这是类脑《nao》盘算机正在举行视觉快速识别,它和那辆无人自行车一样,都是由天机芯片组建的系统应用。”清华大学教授、类脑盘算研究中央主任施路平先容道。

清华大学类脑盘算研究中央研制的天机芯片。记者 王晨曦 摄

他提到的天机芯片于2019年8月登上了《自然》杂志的封面。现在,这辆玄色的无人自行车停在墙角,后座搭载着书包巨细的机箱,可以实现自动平衡、避障、过障、目的跟踪、语音指令识别以及自主决议。它的大脑――天机芯片,是全球首款异构融合类脑芯片,同时支持(chi)基于神经科学的脉冲神经网络和基于盘算机科学的人工神经网络,被评为2019年中国十大科技希望之一。

施路平2013年回国加入清华大学,以类脑盘算为研究偏向。2014年,清华大学依托周详仪器系确立了团结七个院系的类脑盘算研究中央,施路平作为主任,率领涵盖脑科学、盘算机、微电子、电子、周详仪器、自动化、质料等领“ling”域的多学科跨专业团队,最先了从无到有的探索。

他把类脑盘算研究比喻成在漆黑的、没有舆图的“无人区”探路。“以前做科研,多数情形有基础理论指明偏向,实现路径很清晰。现在类脑盘算机没有现成的理论、偏向和路径,一切都要从零最先。但这‘zhe’也是时机,正好是这种无人区的探索有可能带来突破性希望,为要害科技领域带来伟大变化。”

施路平先容,只管人工智能研究和应用取得了很大的希望,但现在绝大部门是针对详细问题,一个问题一个解决方案,是窄人工智能。在处置没有足够数据的、不确定的、动态庞大问题时会遇到挑战,最佳解决方式之一是生长具有人类智能特征的人工通用智能。

现在人工智能的主流研究思绪有两种。一种是从盘算机科学的角度出发,借鉴大脑的分层处置机制与学习训练特征,基于冯・诺依曼架构的盘算机和 he[人工神经网络与深度学习方式;另一种是从脑科学研究出发,接纳纳米级其余器件模拟生物神经元和突触的信息处置特征,接纳非冯・诺依曼《man》架构的神经形态芯片和脉冲神经网络。两个方式各有优瑕玷,将二者融合是现在公认的最佳生长路径之一。

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清华大学类脑盘算研究中央研制的类脑盘算服务器和类脑嵌入系统。记者 王晨曦 摄

类脑盘算是借鉴脑科学基本原理,基于神经形态工程,面向人工「gong」通用智能生长的新型盘算手艺,是将二者自然融合的较好方案。现在类脑盘算研究尚处于起步阶段,国际上还没有形成公认的手艺尺度与方案,处在“百(bai)花齐放”的阶段。

“冯・诺依曼架构下的盘算机是把多维的、庞大的问题,转换成一维的、较为简朴的信息流,是降维处置,瑕玷是很洪水【shui】平上损失了信息的关联性。而类脑盘算则相反,类似人脑的思索方式,通过综合的、多维时空变换解决问题,是升维处置,在能耗、算力和效「xiao」率方面有较大优势。”施路平说。

施路平在研究图灵、冯・诺依曼的早期论文时发现,这〖zhe〗些盘算机领域的泰斗们在研究初期是以实现通用人工智能为目的的,但受到那时硬件水平的限制,走向了专用人工智能。

他以为,随着先进周详仪器的生长,人类对脑的明白越来越多,将迎来量变到质变的突破性希望。同时,超级盘算机的生长为类脑盘算提供更好的仿真模拟环境,大数据和云盘算提供了和脑庞大度不停趋于靠近的“数码宇宙”,大脑和数码宇宙可以视为镜像,相互借鉴,促进明白。而新型纳米手艺可以制造出和人脑神经元能耗差不多量级的器件,这一切都为类脑盘算的生长奠基了基础。

“硅和碳在元素特征上异 yi[常近似。人脑在碳元素的基础上实现了通用智能,那我们就有理由信托在硅元素的基础上同样可以实现通用智能。”施路平说。

他率领团队开发出从理论、芯片、软件到系统和应用的一整套类脑盘算平台,现在仍然在不停地迭代更新当中。其中天机芯片已经生长多代,第一款类脑商用芯片也已问世,并有了客户,笼罩多个应用领域。

“清华大学在类脑盘算这个新兴跨专业领域,近年来取得了理论、芯片、器件等方面的创新功效,研究到达国『guo』际前沿水平。”施路平说。

在类脑盘算研究中央攻读博士学位的马松辰认真其中的芯片系统。据他先容,在设计芯片时思量到生产工艺是海内芯片厂商可承接的,不会太过依赖制程,用海内厂商现在的工艺就能实现优异盘算能力,这也是类脑盘算的潜在优势之一。

“在我们中央,多学科人才组成一个整体,要解决问题,就要每小我私(si)人都能站在整个团队的角度去思量。好比我做芯片,就要充实思量做软件和系统的需求。”马松辰说。

“岂论是院系间的互助,照样团队内的事情,我们相互支持,功效共享,瞄准一个大目的配合提高。”施路平说,研究中央最大的功效,除了理论和芯片,另有这个多学科团队。差异团队有各自的学科靠山、语言和目的诉求,用一种机‘ji’制和文化将团队耐久有用地团结在“zai”一起,是研究生长的要害。

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