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内含“天机”,这辆自行车“成精”了

内含“天机”,这辆自行车“成精”了

 

    清华大学团队的“天机芯”研究成果在《自然》杂志发表

    安装“天机芯”的无人自行车展示维持平衡、躲避障碍、跟踪目标等技能

    (图片来源 清华大学新闻网)

 

 

    近日,一辆无人驾驶自行车展示维持平衡、躲避障碍、跟踪目标等技能的视频刷屏网络。北京时间8月1日,清华大学教授施路平及团队的研究成果在《自然》杂志发表,并被选为封面论文。原来,这款“成精”的自行车全靠一款名为“天机芯”的“大脑”控制。

    “类脑计算”

    AI芯片实现自主学习是学界努力方向

    2016年,谷歌旗下的AlphaGo大胜韩国围棋国手李世石,技惊四座。随后的这几年里,人工智能应用遍地开花。在人工智能系统中,芯片就像坐镇指挥的“大脑”,起着至关重要的作用。近年来,英伟达、谷歌、亚马逊等大公司都在着力研发自己的人工智能芯片。AlphaGo下围棋时,就动用了谷歌为机器学习特别定制的芯片。

    然而,无论是AlphaGo还是其他应用,都没有走出“专用人工智能”的范畴。专用人工智能,即只能处理某个领域特定任务的人工智能系统——例如,AlphaGo下围棋很厉害,却未必能解出小学一年级的数学题。

    与专用人工智能相对的,是“通用人工智能”。人的大脑,就是最典型的通用智能系统,能处理视觉、听觉、学习、推理等多种任务,具备举一反三、融会贯通的能力。发展通用人工智能,是人工智能学界一直在努力的方向。

    施路平和同事研发了一款类脑计算芯片,名为“天机芯”。该芯片有多个高度可重构的功能性核,可以同时支持机器学习和类脑计算。

    “天机”问世

    让人工智能处理复杂任务

    北京时间8月1日,相关研究成果在《自然》杂志发表,并被选为封面论文。据清华大学介绍,这也是中国在芯片和人工智能两大领域实现《自然》论文的零突破。

    在本研究中,机器学习算法以人工神经网络(ANN)为代表,类脑计算算法以脉冲神经网络(SNN)为代表。论文作者之一、清华大学类脑计算研究中心首位博士生邓磊介绍,天机芯片由156个FCore组成,包含大约4万个神经元和1000万个突触。研究团队用一个无人自行车系统验证了“天机芯”的处理能力。

    试验中,无人自行车不仅可以识别语音指令、实现自平衡控制,还能对前方行人进行探测和跟踪,并自动过障、避障。也就是说,无人自行车已经在一定程度上展示了一点“通用智能”。团队希望通过改变环境迫使系统因应改变,从这个过程中总结规律,探索发展人工通用智能可能的路径。

    商用转化

    推动通用人工智能发展

    天机芯片融合了类脑计算和基于计算机科学的人工神经网络计算。这种融合,有望提升各个系统的能力,提供一个研究人工通用智能的计算平台,推动人工通用智能研究,从而赋能各行各业。

    值得关注的是,天机芯片由中国科学家完全自主研发。据了解,人工智能和机器学习技术是美国拟列入出口管制的14类技术之一,不对中国开放。2008年,IBM在美国国防研究局的支持下开展类脑芯片研发,直到2014年才推出首款类脑芯片“TrueNorth”。

    TrueNorth的面积为430平方毫米,内置100万个模拟神经元。论文作者之一、清华大学精密仪器系副研究员裴京说,天机的面积为14.4平方毫米,内置4万个神经元。“折合成密度来看,天机比TrueNorth高了20%”,速度提高一个数量级,带宽提高两个数量级,裴京说,这意味着,天机能更好地满足人工智能计算的需求。

    谈到耗时7年的研发历程,施路平说,难在多学科融合,也难在没有任何先例可以借鉴。研究刚起步时,找不到相关文献一度让他很苦恼。

    据了解,天机芯片的商用版本最快今年年底将问世。届时,单芯片峰值算力和能效还会有大幅度提升。裴京说,类脑芯片的最大特点是低能耗,将来有望在民用领域得到广泛应用。

    据南方都市报