看!清华网红自行车成精了:拥有“类人脑芯片”,可无人驾驶!
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来源:央视财经

本文2500字,建议阅读8分钟

这款芯片既有人类大脑的思考能力,也有计算机的计算能力,这是全球人工智能领域重量级的一次全新突破。


今年8月1日,世界顶级学术杂志《自然》上的一篇封面文章,刊登了清华大学的团队研发的一款新型人工智能芯片


简单的说,这款芯片既有人类大脑的思考能力,也有计算机的计算能力,这是全球人工智能领域重量级的一次全新突破。

自行车真的可以“自行”  目标:逼近人脑

△央视财经《经济半小时》栏目视频



今年8月,网络上出现了一款自行车,这款自行车看上去与普通的自行车没有什么区别,但是却可以做出越障碍,转弯等很多动作,速度可以时快时慢,只要人可以完成的,这个无人骑行的自行车都可以完成。还能识别人的语音命令,让自行车真正实现了“自行”

网友们给出这样的评论:自行车真的成精了

无人自行车测试中


在清华大学,我们见到了这辆网络刷屏的自行车,外观看上去就是一辆普通的山地自行车。

为了实验,这台自行车拆除了两个脚蹬子,车把、斜梁还有后车架上都固定安装了仪器,仪器里的核心就是“天机芯”的芯片,芯片相当于自行车的大脑,用于接收发号施令、储存信息。而研发“天机芯”的是清华大学施路平教授的研究团队


无人自行车


清华大学精密仪器系是“天机芯”和网红自行车诞生的地方,裴京教授是这个团队的主要成员之一,虽然他们的研究成果已经登上了《自然》杂志,在全世界引起了轰动,但他们自己知道,那也只是第二代天机芯的初步成果,他们眼下正在完善更新天机芯的功能


清华大学精密仪器系副研究员裴京:我们现在开始争取天机第二代做仿真验证测试以后,我们第三代开始做像人脑一样,能耗优化


天机芯登上《自然》杂志


世界上发展人工通用智能的路径目前主要有两条:一种是以神经科学为基础,尽量模拟人脑;另一种则是基于计算机科学,让计算机运行机器学习算法。这两个系统目前都是独立存在的,各有优缺点,但将两者融合被公认为是最佳解决方案之一。



清华大学精密仪器系副研究员裴京:大家瞄准一个目标,我们走世界颠覆性创新。


2012年,清华大学开始了类脑芯片的科研任务,研发人员将这款类脑芯片取名为“天机芯”

因为现有的人工智能计算是强项,但难以处理模糊问题。比如阿尔法狗下围棋能赢了世界冠军,却做不出阅读理解题,而这个芯片的目标就是逐步向人脑逼近,达到人脑的功能,从而解开人脑的秘密。


天机芯片


“天机芯”安装在类似计算机内存条的东西上,每个芯片有数万个借鉴人脑神经系统的数据。别看它只有人的指甲大小,但是为了实现人脑神经系统与计算机高效算法合二为一,小小的类脑芯片涵盖了信息、生物、物理、数学、材料、微电子、医学等多个学科领域


指甲盖大小的天机芯片


网红自行车的出生也不是一帆风顺的,我们现在看到可以识别人的指令,躲避障碍物,每一个环节和步骤都要进行近万次的数据和信息的采集。

在清华大学精密仪器系一间不足20平方米的房间里,36台摄像机全天都在记录着天机芯采集的数据,然后输送到天机类脑计算机里进行分析。


数据采集


从 2013 年到 2019 年,长达6年的研发时间里,研究人员做了几千次试验,经历了无数次失败。清华大学为此特意成立了类脑计算研究中心,来自医学、电子、微电子、计算机、自动化、材料及精密仪器共7个学科的专家都加入这个团队,共同来攻克这一难题。


清华大学智能芯片研究室


2019年,欧盟得知清华大学的类脑计算研究中心将类脑芯片研发成功后,也开始投入研究,类脑芯片一旦研发成功,进行到应用阶段时,对于各行各业来说,都是一个划时代的飞跃。


像人脑一样学习  “天机芯”迭代前行


△央视财经《经济半小时》栏目视频


事实上,类脑芯片的研发,并不单单只是为了一款无人驾驶的自行车,自行车只是一个体现类脑芯片功能的载体,而目前我们看到自行车所展示出来的功能,也不是类脑芯片实验的最终目的,这也就意味着,未来拥有了人工智能芯片的物品,将不再是纯粹的工具,而是一个能懂你心意、学你思维,模拟你大脑的机器人!

像人脑一样学习,人工智能能够模拟人脑的运行机制,自动更新、自动改进、自动优化。清华大学研发的这款类脑芯片不断升级更新,将给未来人工智能的应用提供无限可能。


天机芯研发团队


其实清华大学并不是第一个研发类脑芯片的团队,在国际上已经有了很多模拟人类大脑处理信息的芯片,但是像施路平团队这样,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,集成到一个平台的技术,目前处于世界前列

2019年8月1日,这颗画着大脑、充满科技感的天机芯片登上了《自然》杂志的封面,该团队在本期杂志上发表的论文,更实现了中国在芯片和人工智能两大领域《自然》论文零的突破,这一消息一经公布,全世界的各个科技媒体,无一例外均把这一消息置顶头版头条。引起整个科技界的高度关注。


国外媒体广泛关注天机芯


据裴京教授介绍,目前我们所看到的天机芯第二代芯片拥有4万个神经元、1000万个突触,而人脑有870亿个神经元,相比人脑还是很小,而要想达到人脑的效果,它的突触还要增大1千到1万倍,第三代芯片的目标是一步一步的往前走,做到拥有百万级神经元。


类脑计算芯片核心技术演示



清华大学精密仪器系副研究员裴京:这是一个什么规模?一个果蝇大概几十万到一百万的神经元,它就可以适应大自然的环境。我们会在这个基础上一步一步走。下面在未来3到5年,1%人脑,10%人脑,最终超过人脑


神经元演示图


从人脑的870亿个神经元到天机芯片的4万个神经元,虽然相差了200多万倍,但是清华大学科研团队将天机芯片更新换代的速度,能量是无穷的。

网红自行车也只是开始,未来随着天机芯的迭代升级,裴京也预想着未来还将诞生更多的智能化产品,甚至童话里的场景都会实现。


半小时观察:


中国制造研发的一颗小小的芯片,其实影响的不只是大众消费端的手机和电脑性能,这背后更关乎着国家的产业方向,产业成果以及产业地位

除了我们刚刚看到的清华大学团队研发的类脑天机芯,最近华为也刚刚推出了算力超强的AI处理器昇腾910,紫光、阿里平头哥等公司也刚刚推出各种AI芯片,在各个领域发挥着自己的作用。

中国的芯片产业在困境中起步,在人工智能崛起的关键节点,正在抓住这轮机遇,实现中国制造全新的升级


编辑:黄继彦

校对:杨学俊

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