要想抓住發(fā)展人工智能的機遇，必須在核心芯片上做到自主可控。近日，中國研究人員研發(fā)的一款類腦計算芯片，有望促進人工通用智能發(fā)展。

8月1日，清華大學精密儀器系施路平團隊開發(fā)的全球首款異構(gòu)融合類腦計算芯片“天機芯”驅(qū)動的“無人駕駛自行車” 登上了最新一期《自然》雜志封面。

施路平等人發(fā)表的“面向人工通用智能的異構(gòu)天機芯片架構(gòu)”論文也實現(xiàn)了中國在芯片和人工智能兩大領(lǐng)域《自然》論文零的突破。

2015年，第一代“天機芯”問世，體積約為110納米；2017年團隊研發(fā)了第二代“天機芯”芯片，具有高速度、高性能、低功耗的特點，體積縮小至28納米。相比于當前世界先進的IBM的TrueNorth芯片，其功能更全、靈活性和擴展性更好，密度提升20%，速度提高至少10倍，帶寬提高至少100倍。

此前，“天機”系列類腦芯片成果在電子器件頂級會議（IEDM 2015）和計算機體系結(jié)構(gòu)頂級會議（Micro 2016，ASPLOS 2018）上報告，并在《科學》智能機器人特刊上報道（2016），針對類腦芯片自主研發(fā)的學習算法成果被人工智能頂級會議（ICLR 2018，AAAI 2019）被錄用。

去年11月，施路平團隊已經(jīng)在類腦計算器件領(lǐng)域取得重要進展，并在《先進材料》上發(fā)表論文，該工作首次報道在憶阻器中能模擬同時存在且獨立表達的神經(jīng)突觸長短期可塑性，為類腦計算器件的發(fā)展提供了重要的思路，并有望借此在類腦計算硬件網(wǎng)絡(luò)中實現(xiàn)不同時域的神經(jīng)動力學過程。

清華大學類腦計算研究中心從腦科學和計算機科學出發(fā)，形成軟硬件全鏈條協(xié)同研發(fā)、從基元材料、器件到系統(tǒng)集成、芯片研發(fā)全方位整體研發(fā)的特色，致力于通用人工智能的類腦計算實現(xiàn)。

如今，研究人員用一個自動行駛自行車系統(tǒng)驗證了這一混合芯片的處理能力。這是一個異構(gòu)可擴展人工通用智能開發(fā)演示平臺，利用一塊天機芯片，展示了自行車的自平衡、動態(tài)感知、目標探測、跟蹤、自動避障、過障、語音理解、自主決策等功能。

施路平教授表示，“類腦”不是“仿腦”，不需要模仿人腦的一切?！拔覀冏龅氖穷惸X，是借鑒腦科學的基本原理，凝練出一些指導計算架構(gòu)發(fā)展的新規(guī)律?！笔┞菲浇榻B稱。在此基礎(chǔ)上，團隊提出了符合腦科學基本規(guī)律的新型類腦計算架構(gòu)——異構(gòu)融合的天機類腦計算芯片架構(gòu)，可同時運行計算機科學和神經(jīng)科學導向的絕大多數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。

“這只是非常初步的一個研究，但這項研究或能為面向人工通用智能計算平臺的進一步發(fā)展起到促進作用。”施路平表示。

賓夕法尼亞大學計算機系教授史建波對第一財經(jīng)記者表示：“這個特殊的處理器能將目前深度學習的算法和人腦的算法結(jié)合，人腦的設(shè)計是基于脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（SNN），清華的團隊是使用數(shù)字計算機來模擬脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。“他還表示，脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)能夠受益于”無人學習“，也就是沒有人類標記的學習，但是清華團隊的論文還沒有展示到這一層面?！睙o人學習是非常重要的科學話題，這意味著將模擬人腦的學習。

寒武紀CEO陳天石也對此論文評論道：“在學術(shù)上很創(chuàng)新。”這意味著在應(yīng)用場景方面還有待進一步落地。

據(jù)介紹，除自行車外，這款類腦計算芯片的相關(guān)技術(shù)還能直接拓展到自動駕駛、無人機以及智能機器人等應(yīng)用上。

“天機芯”的市場推廣將由靈汐科技負責。靈汐科技是由“天機”團隊于去年成立的，并獲得了天使輪融資，投資方來自華控基石基金、優(yōu)選資本、清華控股等。

腦科學的研究機理是認知科學的重要組成部分，而機器理解與計算一直是人工智能領(lǐng)域的主要研究內(nèi)容。目前不僅僅是清華大學團隊，包括復旦大學在內(nèi)的多所高校都在發(fā)展類腦計算，支撐人工通用智能。

7月30日，投資4億元人民幣建立的復旦張江腦影像中心在上海揭幕，該中心致力于開發(fā)高級成像和多模態(tài)腦定量技術(shù)，探究腦功能、結(jié)構(gòu)、代謝等信號，揭示腦信息生成與處理機制，探究腦發(fā)育與老化過程以及腦疾病的早篩及預后；建立腦數(shù)據(jù)采集和預處理標準，拓展腦與類腦科學基礎(chǔ)生物研究。

同時，依托復旦大學類腦智能科學與技術(shù)研究院，中心整合多個國際最大規(guī)模腦數(shù)據(jù)庫，搭建國際最大的多疾病、多模態(tài)腦科學數(shù)據(jù)庫，開發(fā)一系列國際領(lǐng)先的類腦智能算法。