“天机芯”有望促进人工通用智能发展

  • 日期:09-04
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13年前,在新加坡科学院数据存储研究所从事信息存储工作的史鲁平从未想过,他的大胆设想不仅在今天成为现实,而且也出现在8月1日出版的《自然》的封面上。

谈到目前最热门的话题,人工智能无疑是其中之一。为了抓住人工智能发展的机遇,必须在核心芯片上实现自我控制。近日,清华大学脑计算研究中心教授史鲁平研制出一种类似大脑的计算芯片“十动”,有望促进人工智能的发展。

“该芯片是世界上第一个用于人工通用智能的异种融合大脑计算芯片,在中国的芯片和人工智能两个领域实现了零突破。”团队成员对此感到非常自豪。

13年前,公众对人工智能的理解既没有今天那么深刻,也没有今天那么大的愿望。传统的信息存储多采用物理手段使设备体积更小,进而促进技术发展。

“过去,无论是内存还是CPU,它们的发展动力都是物理小型化。10年或20年后,它可能会缩小到几纳米,但如果变小了,它就不能变小了吗?”2006年,史鲁平提出了这个问题。有一个更深刻的想法。

他的答案是,计算机开发将改变信息存储和存储的方式,这需要新的开发思路。

在某种程度上,人脑和计算机是互补的。施鲁平告诉[0x9A8b]从计算和存储的速度和准确性来看,人们根本不是计算机的对手。但是对于一些不确定的思考问题,人脑有着不可替代的优势。

“计算机是一维信息流,可以转换多维空间.CPU时钟速度越来越快,换句话说它主要使用时间复杂度。人脑虽然有太多未知原理,但是一个神经元可以连接数十到10,000个神经元,将信息从多维空间扩展到数万到10,000。换句话说,它利用了空间复杂性。同时,人类大脑使用脉冲来编码和利用时空复杂性。施鲁平说。

如果你在现有计算机时间的复杂性的基础上增加空间的复杂性和时间和空间的复杂性,为什么不是最好的?经过讨论,该团队一致认为,实现人机集成的大脑式计算是最佳解决方案之一,首先要做的是开发一个集成两者的计算平台。

2012年,史鲁平放弃了新加坡的优秀待遇,接受了清华大学校长邱勇(现任清华大学校长)的邀请,加入清华大学,参与创建大脑式计算研究中心。 “这是一个非常有前途的领域,但它也是非常危险和具有挑战性的。”施鲁平说,该团队设定了开发类似大脑的计算和支持人工智能的目标。

“因为我们不像大脑一样,我们不需要模仿人类大脑中的一切。我们正在做大脑,学习脑科学的基本原理,并凝聚一些指导计算架构发展的新规则“。施鲁平介绍,在此基础上,该团队提出了一种新的类脑计算架构,符合大脑科学的基本规律 - 大脑般的脑计算芯片架构的异构融合,可以运行最多计算机科学与神经科学的神经网络模型。

基于脑科学研究与计算机操作模式的异同,团队采用了从电路设计到编码再到信号处理的软硬件协同设计方法。 R&D架构支持人工神经网络和脉冲神经网络。它还支持许多神经环网络和神经科学发现的异构网络的混合建模,它们可以发挥各自的优势。

“第一代芯片的体积约为110纳米,只是一个DEMO(样品)。”论文的第一作者,清华大学仪器科学与技术研究所副研究员齐静介绍了设计和2017年改进团队。第二代“天空运动”筹码。

第二代“天空运动”具有高速,高性能和低功耗的特点,其尺寸减小到28纳米。与目前世界领先的小发猫TrueNorth芯片相比,它具有更完整的功能,灵活性和可扩展性,密度提高20%,速度至少快10倍,带宽至少快100倍。

本文第一作者,清华大学邓磊博士告诉《自然》,基于自主研发的天际芯片,该团队还开发了第一代脑力计算软件工具链,可以支持机器学习编程平台到了“天空运动”。自动映射和编译。

如果芯片是机器的“大脑”,那么你需要一个充分发挥你智力的“身体”。最后,该团队使用类似大脑的自动驾驶自行车建立了一个异构且可扩展的手动通用智能开发演示平台。邓磊展示了这样一个场景:只需要“天空运动”,自行车就可以实现自平衡,动态感应,目标检测,跟踪,自动避障,避障,语音理解,自我决定等功能。

“目前,该技术有一定的基础。除了自行车,相关技术的发展可以直接扩展到自动驾驶,无人机和智能机器人等应用。我们将采用沿途产卵方式链接研究和市场。“他说。

脑科学的研究机制是认知科学的重要组成部分,机器的理解和计算一直是人工智能领域的主要研究内容。可以说,该研究具有明显的跨学科属性,如信息科学,神经科学,材料科学和其他学科的交叉 - 这也是施鲁平十多年来经历过很多事情的地方。

“开发大脑计算芯片是一个世界范围的问题。它真正的挑战不是科学,技术,而是多学科整合。”施鲁平介绍说,清华大学脑计算研究中心依靠精细仪器系将计算机,电子学和微电子技术结合起来。自动化,材料和医学院的7个部门和部门共同成立。从一开始,学校就开始了一个多学科的整合,为大脑般的计算中心引领新的方向,生产,学习和研究的结合。

本文的共同作者来自六个部门,其中第一部分来自四个部门:精益,生物工程,自动化和计算机。

史鲁平说,大脑般的计算中心研究人员将根据清华大学的思想,着眼于基础科学技术的突破。其中,由大脑般的计算中心孵化的北京灵意科技将直接在市场上发展。 “未来,'天空运动'将由灵璧科技推向市场,”他说。

面对未来,他的内心充满了远见。该团队将利用多学科整合引领大脑式计算的发展,培养大脑般的计算能力。通过生产,教育和研究的结合,我们将努力使我国在大脑计算领域处于领先地位,进而促进人工智能的发展,赋予各行各业的权利。 (中国科学期刊)