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推動人工通用智能發展 賦能“類腦計算”未來
2019-08-07 中國教育和科研計算機網 李偉

  在清華大學里,有這么一個團隊,他們在“類腦芯片”研究的道路上不改初心,屢破難關,最終成功研發出了世界首款異構融合類腦芯片,研究成果于日前作為封面文章在Nature雜志上發表?;蛐?,很多人都不知道這項研究成果未來會對人們的生產生活帶來哪些改變,但肯定聽過“天機”芯片,以及這款“類腦芯片”研發團隊的名字——清華大學施路平團隊。

  “類腦”而非仿腦”

  清華大學施路平團隊發布的“天機”芯片是世界首款異構融合類腦芯片,同時也是世界上第一個既可支持脈沖神經網絡又可支持人工神經網路的人工智能芯片。通過團隊研究人員的介紹了解到,類腦芯片——“天機”的“類腦”并非我們通常所說的“仿腦”。

  團隊成員清華大學精儀系副研究員裴京介紹,類腦的核心理念是融合、借鑒人腦的結構和運行模式,結合現有的計算機技術,同時盡可能在多架構設計時,融合腦科學研究的發現和現有計算機技術進程。此外,團隊研究的目標是解決人工通用智能問題,我們期望發展出一種類腦計算機,能夠像人腦一樣高效的處理復雜的智能問題,數據機器能夠更多的貼近人們的生活、學習和工作,最終在一些智能人物的處理方面超過人腦,極大拓展人類的智力活動空間。

  8月1日,該團隊刊登在Nature雜志上的《Towards artificial general intelligence with hybrid Tianjic chip architecture》文章,展示了一輛裝有“天機”芯片的無人自行車,這輛自行車借助模型和算法,實現語言識別、目標探測、追蹤、躲避障礙物功能,以控制自身的運動平衡,實際上依靠的就是自己決策的動能。這個自行車展示平臺也有力佐證了異構融合類腦芯片的“類腦”而非“仿腦”。

  “天機”落地開花

  人工智能已上升國家戰略,無論是國家層面,還是地方層面,都高度重視人工智能的技術進步與產業發展。隨著人工智能技術的逐漸成熟,業界巨頭布局的不斷深入,其未來的應用場景和市場空間將會得到不斷擴展,人工智能將會對人們的生產生活產生深刻影響。

  據了解,清華大學類腦計算研究中心已利用知識產權孵化了北京靈汐科技有限公司,該公司是國內領先的類腦計算芯片和系統方面的企業,目前正與中興合作研發第三代“天機”芯片。同時,北京靈汐科技有限公司也發展了工具鏈條,方便應用開發工程師利用這項技術。

  清華大學施路平團隊表示,清華大學類腦計算研究中心實際上是提供了一個開發不同應用的一個新計算平臺,異構融合類腦芯片未來將會在智能機器人、自動駕駛、教育、醫療等領域得到廣泛應用。相信,借助這項技術和這個平臺,未來會與更多的應用開發者和公司合作,共同來推動自創芯片它的研究、發展,應用。

  信念讓美好愿景變為現實

  2014年,在清華大學的支持下,清華大學精儀系聯合計算機、電子、微電子、自動化、材料、生物醫學工程等七個院系,以及北京師范大學、新加坡科技設計大學等,成立了類腦計算研究中心,這也意味著一個由不同專業領域研究人員組成的多學科融合的類腦計算團隊正式誕生。研究人員依托這個多學科融合的團隊,憑借著較強的科研實踐能力和開拓創新精神,在異構融合類腦芯片研究的道路上不斷攻堅克難,最終將起初的美好愿景變成了現實。

  “現在是智能時代,有人工智能有非常大的發展,而這些發展都是基于現有的計算機發展起來的,我們在很久很久之前我們就看到了計算機發展的驅動力,就是物理微縮會接近極限。另外,現在的數據是大數據,80%是非結構化這種數據。所以我們當時就預測,未來計算機結構因為會有一個比較大的變化?!鼻寤笱Ю嗄約撲閶芯恐行鬧魅問┞菲皆誚郵苊教宀煞檬北硎?,“從未來發展的角度看,人工通用智能是一個必然的趨勢,但是它也經歷幾起幾落,遇到了很多的挑戰,發展過程是非常不容易,經過分析我們認為,現在是時候要認認真真的考慮這個問題了。所以,我們團隊把研究聚焦在類腦計算,用類腦計算支撐人工通用智能的發展,然后賦能各行各業,這是我們的研究愿景?!?/p>

  異構融合類腦芯片的研究成果發布,離不開整個團隊成員的不懈努力,是一個多學科融合的一個結晶。團隊成員美國UCSB博士后鄧蕾在Nature雜志新聞發布會上介紹,雖然我們在這6年中經歷過一些質疑和挫折,但是整個團隊并沒有因此退縮,在這個過程中,團隊的每一位成員都相信這種途徑可以支持這個方向,可以支持這個解決方案,研究成果是整個清華大學類腦計算研究中心團隊堅持的結果。

  做這樣的研究是很困難的,施路平教授在談及異構融合類腦芯片研究過程時表示。首先要分析這樣的研究需要怎么做,包括需要考慮類腦計算系統基本的理論框架,以及研究在這個新系統里信息如何表達、如何處理、如何使用等問題;其次,要考慮芯片的基本理論,以及實現它的核心關鍵技術,也就是研究在現有的芯片上信息如何載、載什么、怎么用等問題;最后,要考慮不拋棄現在的計算機系統,把計算機系統加一些新的改進,以及如何實現融合的問題,這是問題的關鍵。我們的團隊仔細分析了計算機及其信息傳輸轉換的特點,以及人腦轉換的特點,通過“沿途下蛋”的研究方式和堅持不懈的努力,建立了一個異構融合的一個類腦計算架構,最終取得了今天的研究成果。

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