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類腦AI新突破 裝上這個小東西,自行車真的成精了!

2019-09-18 11:00:00聯合報 記者賴錦宏/綜合報導

近日網路上出現了一款無人自行車,看上去與普通的自行車沒有什麼分別,但是卻可以做出跨越障礙,轉彎等很多動作,速度可以時快時慢,只要人可以完成的,無人騎行自行車都可以完成。還能識別人的語音命令,讓自行車真正實現「自行」。大陸網友的評論是:「自行車真的成精了。」

在微博微信刷屏的無人自行車,外觀看上去就是一輛普通的山地自行車。在北京清華大學的實驗室,為了做實驗,這台自行車拆除了兩個腳蹬子,車把、斜梁還有後車架上都安裝了儀器,儀器裡的核心就是「天機芯」的芯片,芯片相當於自行車的大腦,用於接收發號施令、儲存信息。而研發「天機芯」的是北京清大施路平教授的研究團隊。

「天機芯」是由北京清華大學精密儀器系教授、類腦計算中心主任施路平領導的團隊所研發...
「天機芯」是由北京清華大學精密儀器系教授、類腦計算中心主任施路平領導的團隊所研發。 (量子位微博)

「天機芯」和網紅自行車就誕生在北京清大。清大教授裴京是這個團隊的主要成員之一,雖然他們的研究成果已經登上「自然」雜誌,在全世界引起了轟動,但他們謙虛地認為,那也只是第二代天機芯的初步成果,眼下他們正在完善更新天機芯的功能。

裴京指出,現在開始爭取天機第二代做仿真驗證測試以後,第三代要開始做像人腦一樣,能自動優化。

類人腦「天機芯」 登《自然》封面文章

北京清大「天機芯」晶片登上Nature封面:首款異構融合類人腦晶片,實現自行車無...
北京清大「天機芯」晶片登上Nature封面:首款異構融合類人腦晶片,實現自行車無人駕駛。 (量子位微博)

8月1日,世界頂級學術雜誌《自然》上的一篇封面文章,刊登了清華大學團隊研發的一款新型人工智能芯片。這款芯片既有人類大腦的思考能力,也有計算機的計算能力,這是全球人工智能的全新突破。

目前世界上發展人工通用智能AI的路徑主要有兩條:一種是以神經科學為基礎,盡量模擬人腦;另一種則是基於計算機科學,讓計算機運行機器學習算法。這兩個系統目前都是獨立存在的,各有優缺點,但將兩者融合被公認為是最佳解決方案之一。

「天機芯」雖只有指甲大小,但涵蓋了信息、生物、物理、數學、材料、微電子、醫學等多...
「天機芯」雖只有指甲大小,但涵蓋了信息、生物、物理、數學、材料、微電子、醫學等多個學科領域。 (央視網)

2012年,清華大學開始類人腦芯片的科研任務,取名為「天機芯」。因為現有的人工智能計算是強項,但難以處理模糊問題。比如阿爾法狗(AlphaGo)下圍棋能贏了世界冠軍,卻做不出閱讀理解題;而「天機芯」芯片的目標就是逐步向人腦逼近,達到人腦的功能,從而解開人腦的秘密。

「天機芯」安裝在類似計算機內存取條的東西上,每個芯片有數萬個借鑒人腦神經系統的數據。別看它只有人的指甲大小,但是為了實現人腦神經系統與計算機高效算法合二為一,小小的類腦芯片涵蓋了信息、生物、物理、數學、材料、微電子、醫學等多個學科領域。

研發長達6年 數千次試驗攻克難關

「天機芯」研發團隊,經過無數次的實驗失敗,每一個環節和步驟都要進行近萬次的數據和...
「天機芯」研發團隊,經過無數次的實驗失敗,每一個環節和步驟都要進行近萬次的數據和信息的採集。 (央視網)

無人自行車的發明並不是一帆風順,它可以識別人的指令,躲避障礙物,每一個環節和步驟都要經過近萬次的數據和信息的採集。在北京清華大學精密儀器系一間不足20平方公尺的房間裡,36台攝影機全天都在記錄著天機芯採集的數據,然後輸送到天機類腦計算機裡進行分析。

從2013年起長達6年的研發時間,研究人員做了幾千次試驗,經歷無數次失敗。為此,北京清華特意成立了類腦計算研究中心,來自醫學、電子、微電子、計算機、自動化、材料及精密儀器共7個學科的專家都加入這個團隊,共同攻關。

事實上,類腦芯片的研發,並不單單只是為了一款無人駕駛的自行車,自行車只是一個體現類腦芯片功能的載體,而目前看到自行車所展示出來的功能,也不是類腦芯片實驗的最終目的,這也就意味著,未來擁有了人工智能芯片的物品,將不再是純粹的工具,而是一個能懂人的心意、學人的思維,模擬人大腦的機器人!

像人腦一樣學習,人工智能能夠模擬人腦的運行機制,自動更新、自動改進、自動優化。清華大學研發的這款類腦芯片不斷升級更新,將給未來人工智能的應用提供無限可能。

第二代芯片 還達不到人腦效果

北京清大精密儀器系副研究員裴京說,天機芯第二代做仿真驗證測試以後,第三代開始做像...
北京清大精密儀器系副研究員裴京說,天機芯第二代做仿真驗證測試以後,第三代開始做像人腦一樣,能自動優化。 (央視網)

裴京指出,目前所看到的天機芯第二代芯片擁有4萬個神經元、1000萬個突觸,而人腦有870億個神經元,相比人腦還是很小,而要想達到人腦的效果,它的突觸還要增大1千到1萬倍,第三代芯片的目標是一步一步的往前走,做到擁有百萬級神經元。

裴京說,想像這是一個怎樣的規模?一個果蠅大概有幾十萬到一百萬的神經元,它就可以適應大自然的環境。會在這個基礎上一步一步走。在未來3到5年,由1%人腦、10%人腦,最終超過人腦。

裴京也預言,未來還將誕生更多的智能化產品,甚至童話和電影裡的未來場景都會實現。

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