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我国成功研制全球神经元规模最大的类脑计算机,这个“大块头”都能干点啥?

乐鱼网址_首页 动态 2022-01-17 14:29

接收到语音指令后,经过简训的3台机器人分别担任巡逻、救援、工程检修“特种兵”,模拟合作开展抗洪救险任务。在类脑计算机的控制下,机器人可根据指令切换兵种……在之江实验室,研究人员进行了亿级神经元类脑计算机的应用演示。

,其包含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、720亿神经突触,与小鼠大脑神经元数量规模相当,典型运行功耗只需350-500瓦,

如今计算机应用普遍,但很少有人知道,科学家们最初是想通过机器模拟出一个人类大脑。

“这就好比信息存储在甲地,要计算的时候就把信息搬到乙地去,计算好了再搬回甲地去。但搬运的速度要远远低于计算的速度,反而让搬运本身成为关键瓶颈。”

潘纲直言,这种计算模式制约了以大数据为代表的计算性能提升。同时,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。”

与传统计算机不同的是,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,且能耗低。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。

“和计算机相比,人脑功耗相当于一个节能灯。类脑计算即采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。”项目研究骨干马德副教授说,类脑芯片的工作原理就类似于生物的神经元行为,通过脉冲传递信号,这样就能实现高度并行,效率提升。

借鉴海马体神经环路结构和神经机制,构建学习-记忆融合模型,实现音乐、诗词、谜语等的时序记忆功能;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……

比如,由于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。这一问题有待科研人员尽快解决。

潘纲表示,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。

谈及类脑计算机的更多场景应用,潘纲表示,要让亿级神经元类脑计算机研究的价值真正实现,除了生活中的智能任务处理,还应优先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。

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