人工智能迎来迭代升级 亿级神经元类脑计算机亮相 真正“像大脑一样思考” 类脑智能来了

2020-09-02 13:36:05

来源: 舜网-济南时报

责任编辑:杨甜梦子

人工智能迎来迭代升级 亿级神经元类脑计算机亮相 真正“像大脑一样思考” 类脑智能来了

  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。

  1日,浙江大学联合之江实验室宣布,共同研制成功了我国首台基于自主知识产权类脑芯片的类脑计算机(Darwin Mouse)。

  这台类脑计算机包含792颗浙江大学研制的达尔文2代类脑芯片,支持1.2亿脉冲神经元、近千亿神经突触,与小鼠大脑神经元数量规模相当,典型运行功耗只需要350-500瓦,同时它也是目前国际上神经元规模最大的类脑计算机。

  类脑计算打破冯·诺依曼架构禁锢

  对于如今在工作生活各个领域中早已司空见惯的计算机,或许大家已经忘了最初科学家是想通过机器模拟出一个人类大脑。

  然而计算机的发展,在当时选择了以数值计算见长的冯·诺依曼架构,也就是以数字加减乘除的方式来进行信息架构。随着摩尔定理逐渐失效,冯·诺依曼架构带来的局限日益明显,存储墙、功耗墙、智能提升等问题,让当前计算机发展面临重大挑战。

  研究团队负责人、浙江大学计算机科学与技术学院教授潘纲说,数据驱动的智能算法、训练需要海量样本与密集计算,但举一反三、自我学习等高级能力比较差,“现在的机器智能离人的智能差得还很远。”

  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。

  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。

  2015年和2019年,浙江大学分别研制成功达尔文1代和达尔文2代类脑计算芯片,用芯片去模拟大脑神经网络的结构与功能机制,在图像、视频、自然语言的模糊处理中具有优势。而这次的成果是将792颗基于我国自主产权的达尔文2代类脑计算芯片集成在3台1.6米高的标准服务器机箱中,形成了一台强大的机架式类脑计算机。

  软硬兼施真正“像大脑一样思考”

  有了硬件,还得有软件。项目研究骨干金孝飞介绍,每颗芯片上有15万个神经元,每4颗芯片做成一块板子,若干块板子再连接起来成为一个模块。这台类脑计算机就是这样像搭积木一样搭起来。

  说起来容易,可要让这么多神经元能够互联并且可拓展从而实现高效的联动组合,同时要把杂乱无章的信息流有序分配到对应的功能脑区,可不那么简单。

  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——达尔文类脑操作系统(Darwin OS)。

  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。

  研究人员介绍,目前该类脑计算机已经实现了多种智能任务,例如将类脑计算机作为智能中枢,实现抗洪抢险场景下

  多个机器人协同工作;模拟不同脑区建立神经模型,为科学研究提供更快更大规模的仿真工具;实现“意念打字”,对脑电信号进行实时解码等。

  继续迭代 迈向通用人工智能新可能

  2017年计算机图灵奖的得主大卫·帕特森和约翰·轩尼诗表示说,“未来十年是计算架构发展的黄金十年。”

  当前,传统计算架构的“旧神”正迎来挑战,全新计算架构的“新神”尚未确立,而类脑计算正是试图争夺全新计算架构的“新神”之一。

  现在,全球主要发达地区的国家、高校和技术公司都已经摩拳擦掌,纷纷开始类脑计算和类脑智能的研究。

  日本在2008年就提出了“脑科学战略研究项目”,重点开展脑机接口、脑计算机研发和神经信息相关的理论构建;欧盟在2013年提出“人类脑计划”(HBP),重点开展人脑模拟、神经形态计算、神经机器人等领域研究;美国也同时启动了“BRAIN计划”,将大脑结构图建立、类脑相关理论建模、脑机接口等列为研发重点;韩国在2016年发布《脑科学研究战略》,重视脑神经信息学、脑工程学、人工神经网络、大脑仿真计算机等领域的研发。

  全球顶尖高校和技术公司也加入了类脑计算和类脑智能的布局。IBM推出了TrueNorth类脑芯片,试图抢先打造类脑计算系统;微软提出了意识网络架构,声称是具备可解释性的新型类脑系统;谷歌在现有谷歌大脑基础上结合医学、生物学积极布局人工智能。

  我国积极加速类脑智能计划。2017年,国务院《新一代人工智能发展规划》提出2030年类脑智能领域取得重大突破的发展目标。2017、2018年,我国分别成立了类脑智能技术及应用国家工程实验室、北京脑科学与类脑研究中心,形成了“南脑北脑”共同快速发展的格局。

  当然,现在类脑计算的发展仍然处在初期的探索阶段。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。(综合新华社、钱江晚报等报道)

  ●名词解释

  何谓类脑计算

  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。

  潘纲介绍说,用硬件及软件模拟大脑神经网络的结构与运行机制,构造一种全新的人工智能系统,这种颠覆传统计算架构的新型计算模式,就是类脑计算。

  类脑计算特点在于存算一体、事件驱动、高度并行等,是国际学术界与工业界的研究焦点,更是重要的科技战略,“类脑计算已被看作是解决人工智能等计算难题的重要路径之一。”

原标题:人工智能迎来迭代升级 亿级神经元类脑计算机亮相 真正“像大脑一样思考” 类脑智能来了

值班主任:高原

    新闻精选

济南市对泉城路分时限行时间进行调整

舜网-济南日报

2020-09-02

“济泰同城 畅游泰山”优惠年卡正式发行 泰安等8市市民将享受济南公园年票同城待遇

舜网-济南日报

2020-09-02

“畅游泰山”优惠年卡来啦 即日起在济南五类人群可办理 每年100元不限次,60岁以上免费

舜网-济南时报

2020-09-02

山东高新技术企业达到11466家

舜网-济南日报

2020-09-02

全国已有29个省份中小学、56所部属高校开学

人民日报

2020-09-02

公安部:42名A级通缉令文物犯罪在逃人员已到案38名

人民日报客户端

2020-09-01

台风最新消息:今年首个超强台风来袭 狂风暴雨直奔这些地区

央视网

2020-09-02

湖南05后女生696分考入北大 “考古界团宠”女孩已完成报到

中国网

2020-09-02

周迅靳东搭档扮演屠呦呦夫妇?网友:想象不出

凤凰网

2020-09-02

甄子丹上亿豪宅让关之琳连赞“好漂亮”,内设健身房音乐厅

凤凰网

2020-09-02

过敏性鼻炎总是好不了?避开过敏原最重要

广州日报

2020-07-31

孕期血糖高怎么办 专家教你轻松吃出健康!

央广网

2020-07-31

男孩收清华录取书前在工地打工:爸妈很辛苦,想自己挣学费

北晚新视觉

2020-09-02

游乐水池水深仅1米,重庆9岁男童却溺水死亡,家长一定要注意它

北晚新视觉

2020-09-02