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《自然》杂志封面:清华大学类脑计算“天机芯”问世

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天机芯片单片和5x5阵列扩展板


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近日,清华大学依托精密仪器系的类脑计算研究中心施路平教授团队发布了一项最新研究成果——类脑计算芯片“天机芯”。该芯片是面向人工通用智能的世界首款异构融合类脑计算芯片。


基于此研究成果的论文“面向人工通用智能的异构天机芯片架构”作为封面文章登上了8月1日《自然》,实现了中国在芯片和人工智能两大领域《自然》论文的零突破。

 

处于智能化大时代,人工智能技术的迅猛发展使人们在多个领域实现了前所未有的突破。但目前占主流的专有人工智能有很大局限性,可以赋能各行各业的人工通用智能是未来的发展方向,但至今未有有效解决方案。发展人工通用智能有基于计算机和基于神经科学两个主要方向,二者各有优缺点,目前将两者融合被公认为具有最佳解决方案之一。发展一个二者融合的计算平台将是一个推动融合的关键之一。

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天机异构融合类脑计算架构


清华大学类脑计算研究中心坚持聚焦支撑人工通用智能的类脑计算,借鉴脑科学的基本原理凝练出发展类脑计算的一些基本原理,在此基础上提出了符合脑科学基本规律的新型类脑计算架构--异构融合的天机类脑计算芯片架构,可同时运行计算机科学和神经科学导向的绝大多数神经网络模型,例如它既支持人工神经网络又支持脉冲神经网络,同时支持神经科学发现的众多神经回路网络和异构网络的混合建模,发挥它们各自的优势。


在2015年发展的第一代“天机芯”基础上,2017年第二代“天机芯”问世,经过不断改进设计,具有高速度、高性能、低功耗的特点,相比于当前世界先进的IBM的TrueNorth 芯片,第二代“天机芯”功能更全、灵活性和扩展性更好,密度提升20%,速度提高至少10倍,带宽提高至少100倍。


基于自主研发的天机芯片,类脑计算中心还研制出第一代类脑计算软件工具链,可支持从机器学习编程平台到“天机芯”的自动映射和编译,并利用类脑自动行驶自行车建立一个异构可扩展人工通用智能开发演示平台,利用一块天机芯片展示了自行车的自平衡、动态感知、目标探测、跟踪、自动避障、过障、语音理解、自主决策等功能。


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自动行驶自行车演示平台

 

早在2012年,清华大学就瞄准未来人工通用智能发展的前沿,通过人才引进布局类脑计算。从一开始清华大学就为类脑计算中心制定了多学科融合引领新方向,产学研结合的发展战略,学校、科研院以及七个院系大力支持类脑计算中心进行多学科融合的研究。此次Nature文章就是多年多学科融合的结晶。论文共同作者来自六个院系,其中共同第一作者来自精仪、生物工程、自动化和计算机四个系。

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