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        转载:9月1日,亿级神经元类脑计算机重大成果新闻发布会在杭州召开。浙江大学校长吴朝晖院士出席并讲话。他表示,人工智能浪潮正加快智能增强时代的到来,类脑计算机将成为未来计算的主要形态和重要平台,将在模拟脑功能、高效实现AI算法、提升计算能力等方面发挥重要的独特作用。面向未来,学科交叉会聚将成为解决重大问题的新方法,基于多学科、多领域的系统创新将成为研制类脑计算机的有效形式。希望今天浙江大学和之江实验室的创新一小步,可以成就人类美好生活的发展一大步。
        之江实验室主任、浙江大学党委副书记朱世强表示,双方科研团队夜以继日,快速完成了研发设计,这一阶段性成果具有重大里程碑意义。未来,项目团队将基于我国自主产权类脑芯片,研制规模更大的神经元类脑计算机,同时研究支撑其运行与开发的类脑基础软件体系,并逐步实现开源与开放,为我国类脑计算新技术的发展贡献力量。
        1.6米高的三个标准机柜并排而立,黑色的外壳给人酷酷的感觉,红色的信号灯不停地闪烁,靠得近些似乎能听到里面脉冲信号飞速奔跑的声音。
        如何突破现有计算运行方式导致的计算机瓶颈?
        全球科学家们再次将目光瞄准到模仿生物大脑这个最初的梦想,通过模拟人脑结构与运算机制来发展新的计算技术,以期实现高能效与高智能水平的计算。
生物大脑在与环境相互作用过程中能够自然产生不同的智能行为,包括语音理解、视觉识别、决策任务、操作控制等,而且消耗的能量非常低。自然界中,很多神经元远低于100万的昆虫就能做到实时目标跟踪、路径规划、导航和障碍物躲避。
近年来,浙江大学聚焦人类智能与机器智能等核心领域,实施了简称为“双脑计划”的脑科学与人工智能会聚研究计划,希望借鉴脑的结构模型和功能机制,将脑科学的前沿成果应用到人工智能等研究领域,建立引领未来的新型计算机体系结构。
        真正像脑一样“思考”
        有了硬件,还得有软件。
        为此,科研人员专门研发了一个面向类脑计算机的类脑操作系统——DarwinOS。
        这款达尔文类脑操作系统面向冯•诺依曼架构与神经拟态架构的混合计算架构,实现了对异构计算资源的统一调度和管理,为大规模脉冲神经网络计算任务提供运行和服务平台。项目研究骨干吕攀介绍说:“目前达尔文类脑操作系统的功能任务切换时间达微秒级,可支持亿级类脑硬件资源管理。”
        由此,类脑计算机研究的价值真正得以实现——既可以应用于生活中的智能任务处理,也可以应用于神经科学研究,为神经科学家提供更快更大规模的仿真工具,提供探索大脑工作机理的新实验手段。
        目前,浙江大学与之江实验室的科研人员基于Darwin    Mouse类脑计算机已经实现了多种智能任务。研究者将类脑计算机作为智能中枢,实现抗洪抢险场景下多个机器人的协同工作,涉及到语音识别、目标检测、路径规划等多项智能任务的同时处理,以及机器人间的协同。同时,还用类脑计算机模拟了多个不同脑区,建立了丘脑外侧膝状核的神经网络模型,仿真了不同频率闪动的视觉刺激时该脑区神经元的周期性反应;借鉴海马体神经环路结构和神经机制构建了学习-记忆融合模型,实现音乐、诗词、谜语等的时序记忆功能;实现了脑电信号的稳态视觉诱发电位实时解码,可“意念”打字输入。
类脑计算机将如何“进化”
        1946年诞生的世界第一台计算机重达28吨,运算速度为每秒5000次的加法运算,然而在以后的70多年里,计算机技术飞速发展。类脑计算机的发展速度很有可能也会令人惊讶。
        别看现在的类脑计算机是个“大块头”,科学家们表示,随着达尔文芯片及其他硬件的不断迭代升级,体积缩小将指日可待。未来类脑计算机或将植入手机、机器人,产生新的智能服务体验。
        与硬件上的更新相比,如何让类脑计算机变得更聪明是科学家们下一步研究的重点。
        目前,市面上的传感器输入的信号还是以数字为主,在应用到Darwin    Mouse类脑计算机上,要加一个编码层,将信号转换为脉冲式的,而在这个过程中,信息有丢失和损伤,会在一定程度上降低计算机的功效。如果能解决这个问题,类脑计算机就能变得更加智能。
        当前,类脑计算研究还处于初级阶段,Darwin    Mouse类脑计算机,无论从规模还是智能化程度上都与真正的人类大脑还有很大的差距,但其意义在于能够为这种技术路径提供一个重要的实践样例,为研究人员提供一个工具和平台,验证类脑算法,以更强的鲁棒性、实时性和智能化去解决实际的任务。
        浙江大学和之江实验室研究员的目标是,希望随着神经科学发展和类脑计算机的系统软件、工具链及算法的成熟,有朝一日能够让类脑计算机像冯•诺依曼架构计算机一样通用化,真正像大脑一样高效工作,与冯•诺依曼架构并存与互补去解决不同的问题。