在清華大學(xué)里，有這么一個團(tuán)隊，他們在“類腦芯片”研究的道路上不改初心，屢破難關(guān)，最終成功研發(fā)出了世界首款異構(gòu)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(fā)表?；蛟S，很多人都不知道這項研究成果未來會對人們的生產(chǎn)生活帶來哪些改變，但肯定聽過“天機(jī)”芯片，以及這款“類腦芯片”研發(fā)團(tuán)隊的名字——清華大學(xué)施路平團(tuán)隊。
“類腦”而非“仿腦”
清華大學(xué)施路平團(tuán)隊發(fā)布的“天機(jī)”芯片是世界首款異構(gòu)融合類腦芯片，同時也是世界上第一個既可支持脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)又可支持人工神經(jīng)網(wǎng)路的人工智能芯片。通過團(tuán)隊研究人員的介紹了解到，類腦芯片——“天機(jī)”的“類腦”并非我們通常所說的“仿腦”。
團(tuán)隊成員清華大學(xué)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(jié)構(gòu)和運行模式，結(jié)合現(xiàn)有的計算機(jī)技術(shù)，同時盡可能在多架構(gòu)設(shè)計時，融合腦科學(xué)研究的發(fā)現(xiàn)和現(xiàn)有計算機(jī)技術(shù)進(jìn)程。此外，團(tuán)隊研究的目標(biāo)是解決人工通用智能問題，我們期望發(fā)展出一種類腦計算機(jī)，能夠像人腦一樣高效的處理復(fù)雜的智能問題，數(shù)據(jù)機(jī)器能夠更多的貼近人們的生活、學(xué)習(xí)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(tuán)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(jī)”芯片的無人自行車，這輛自行車借助模型和算法，實現(xiàn)語言識別、目標(biāo)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(gòu)融合類腦芯片的“類腦”而非“仿腦”。
“天機(jī)”落地開花
人工智能已上升國家戰(zhàn)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(shù)進(jìn)步與產(chǎn)業(yè)發(fā)展。隨著人工智能技術(shù)的逐漸成熟，業(yè)界巨頭布局的不斷深入，其未來的應(yīng)用場景和市場空間將會得到不斷擴(kuò)展，人工智能將會對人們的生產(chǎn)生活產(chǎn)生深刻影響。
據(jù)了解，清華大學(xué)類腦計算研究中心已利用知識產(chǎn)權(quán)孵化了北京靈汐科技有限公司，該公司是國內(nèi)領(lǐng)先的類腦計算芯片和系統(tǒng)方面的企業(yè)，目前正與中興合作研發(fā)第三代“天機(jī)”芯片。同時，北京靈汐科技有限公司也發(fā)展了工具鏈條，方便應(yīng)用開發(fā)工程師利用這項技術(shù)。
清華大學(xué)施路平團(tuán)隊表示，清華大學(xué)類腦計算研究中心實際上是提供了一個開發(fā)不同應(yīng)用的一個新計算平臺，異構(gòu)融合類腦芯片未來將會在智能機(jī)器人、自動駕駛、教育、醫(yī)療等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。相信，借助這項技術(shù)和這個平臺，未來會與更多的應(yīng)用開發(fā)者和公司合作，共同來推動自創(chuàng)芯片它的研究、發(fā)展，應(yīng)用。
信念讓美好愿景變?yōu)楝F(xiàn)實
2014年，在清華大學(xué)的支持下，清華大學(xué)精儀系聯(lián)合計算機(jī)、電子、微電子、自動化、材料、生物醫(yī)學(xué)工程等七個院系，以及北京師范大學(xué)、新加坡科技設(shè)計大學(xué)等，成立了類腦計算研究中心，這也意味著一個由不同專業(yè)領(lǐng)域研究人員組成的多學(xué)科融合的類腦計算團(tuán)隊正式誕生。研究人員依托這個多學(xué)科融合的團(tuán)隊，憑借著較強(qiáng)的科研實踐能力和開拓創(chuàng)新精神，在異構(gòu)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(xiàn)實。
“現(xiàn)在是智能時代，有人工智能有非常大的發(fā)展，而這些發(fā)展都是基于現(xiàn)有的計算機(jī)發(fā)展起來的，我們在很久很久之前我們就看到了計算機(jī)發(fā)展的驅(qū)動力，就是物理微縮會接近極限。另外，現(xiàn)在的數(shù)據(jù)是大數(shù)據(jù)，80%是非結(jié)構(gòu)化這種數(shù)據(jù)。所以我們當(dāng)時就預(yù)測，未來計算機(jī)結(jié)構(gòu)因為會有一個比較大的變化?！鼻迦A大學(xué)類腦計算研究中心主任施路平在接受媒體采訪時表示，“從未來發(fā)展的角度看，人工通用智能是一個必然的趨勢，但是它也經(jīng)歷幾起幾落，遇到了很多的挑戰(zhàn)，發(fā)展過程是非常不容易，經(jīng)過分析我們認(rèn)為，現(xiàn)在是時候要認(rèn)認(rèn)真真的考慮這個問題了。所以，我們團(tuán)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(fā)展，然后賦能各行各業(yè)，這是我們的研究愿景?！?/p>
異構(gòu)融合類腦芯片的研究成果發(fā)布，離不開整個團(tuán)隊成員的不懈努力，是一個多學(xué)科融合的一個結(jié)晶。團(tuán)隊成員美國UCSB博士后鄧?yán)僭贜ature雜志新聞發(fā)布會上介紹，雖然我們在這6年中經(jīng)歷過一些質(zhì)疑和挫折，但是整個團(tuán)隊并沒有因此退縮，在這個過程中，團(tuán)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(xué)類腦計算研究中心團(tuán)隊堅持的結(jié)果。
做這樣的研究是很困難的，施路平教授在談及異構(gòu)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(tǒng)基本的理論框架，以及研究在這個新系統(tǒng)里信息如何表達(dá)、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(xiàn)它的核心關(guān)鍵技術(shù)，也就是研究在現(xiàn)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(xiàn)在的計算機(jī)系統(tǒng)，把計算機(jī)系統(tǒng)加一些新的改進(jìn)，以及如何實現(xiàn)融合的問題，這是問題的關(guān)鍵。我們的團(tuán)隊仔細(xì)分析了計算機(jī)及其信息傳輸轉(zhuǎn)換的特點，以及人腦轉(zhuǎn)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(gòu)融合的一個類腦計算架構(gòu)，最終取得了今天的研究成果。
