这颗国产人工智能芯片登上全球顶级杂志封面

8月1日,清华大学研制出的天机芯登上最新一期全球顶尖期刊《Nature》杂志的封面。通过在无人自行车系统中搭载此人工智能芯片,外加IMU传感器、摄像头等,能执行实时目标探测、自动避障等行为。

  8月1日,国际权威期刊《自然》(Nature)杂志以封面文章形式,发表了清华大学类脑计算研究中心施路平教授团队的相关论文《面向人工通用智能的异构“天机芯”芯片架构》。天机芯是一款新型人工智能芯片,把人工通用智能的两个主要研究方向,即基于计算机科学和基于神经科学这两种方法,集成到一个平台,可同时支持机器学习算法和现有类脑计算算法。

这颗国产人工智能芯片登上全球顶级杂志封面

据悉,凭借这项研究,研究团队实现了中国在芯片和人工智能两大领域Nature杂志论文零的突破。资料图

  人工智能芯片发展的两个方向

  据《自然》杂志报道,当前,人工智能芯片发展有两大主流方向,一种是以神经科学为基础,试图建构模拟大脑的电路,尽量模拟人类大脑;另一种以计算机科学为基础导向,让计算机运行机器学习算法。

  然而,由于两套系统使用的平台各不相同且互不兼容,极大地限制了人工通用智能的发展。具体来说,由于算法和模型的差别,当前人工智能芯片均只支持人工神经网络或脉冲神经网络,难以发挥计算机和神经科学两个领域的交叉优势。但天机芯与以往的研究不同。

  施路平教授说,目前,两者融合被认为是发展人工通用智能的最佳解决方案之一,发展一个两者融合的计算平台将是推动融合的关键。这种融合芯片便被命名为“天机芯”,有多个高度可重构的功能性核,可同时支持机器学习算法和类脑计算算法。

这颗国产人工智能芯片登上全球顶级杂志封面

“天机芯”综合两种运作方式,资料图

  天机芯的无人驾驶自行车试验

  《自然》杂志在对该研究的介绍中肯定了天机芯应用于无人驾驶自行车的试验。研究人员在一辆无人驾驶自行车上验证了这一芯片的能力。搭载天机芯的自行车,实现了实时视觉目标探测、目标追踪、自动过障和避障、自适应姿态控制、语音理解控制、自主决策等功能。

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无人自行车设计,资料图

  这款搭载“天机芯”的无人自行车系统,还装备了IMU传感器、摄像头、转向电机、驱动电机、调速电机和电池等,使其能执行实时目标探测、跟踪、语音命令识别、过障、自动避障、自平衡和自主决策等行为。

  试验视频显示,人们可以用向左、直行、加速、向右等口令来操纵自行车。使用陀螺仪技术,自行车会独自穿过交通拥堵并且独自掌握平衡。就算人奔跑的路线只是轻微弯曲,自行车依然能准确地做到S型跟踪。

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“天机芯”的设计,论文截图

  开创性研究得到国外高度评价

  据悉,这项开创性研究得到了美国科技界的高度评价。美国《麻省理工学院技术评论》就此发表文章说,“天机芯”芯片成功在无人驾驶自行车上进行实验,显示了中国在芯片领域日益增长的专业能力,以及旨在优化人工智能算法的全新芯片设计方法的价值。

  美国《纽约时报》刊文表示,希望这样的芯片能在未来帮助实现当前无法做到的机器自动化水平。美国知名研究机构斯克里普斯研究所的专家埃里克·托波尔表示,该芯片实验成功展示了这种结合机器学习和类脑算法的混合设计,标志着人工智能发展进程中的重要时刻。

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“天机芯”和测试板,资料图

  天机芯的研发现状与未来应用

  研究团队希望天机芯可被用于无人驾驶汽车和智能机器人上。目前,天机芯第一代、第二代产品分别于2015年、2017年研制成功。目前,他们已经开始投入第二代芯片的研究,研发阶段预计会在明年初结束。经过不断改进设计,第二代天机芯具有高速、高性能、低功耗的特点。

  最后,施路平教授表示,虽然这只是一个非常初步的研究,但这项研究或能对人工通用智能研究的进一步发展将起到促进作用。未来,天机芯的发展方向,是为人工通用智能的研究提供更高能效、高速、灵活的计算平台,还可用于多种应用开发,促进人工通用智能研究,赋能各行各业。

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