中國(guó)造“天機(jī)芯”有何“天機(jī)”？

文／史 詩(shī) 綜合

最近在清華大學(xué)校園里，最近出現(xiàn)了一輛奇特的自行車(chē)：它好像一只乖巧的寵物狗，不僅能根據(jù)指令拐彎、加速，還會(huì)自動(dòng)繞開(kāi)障礙物、跟著主人跑。

驅(qū)動(dòng)自行車(chē)的，正是中國(guó)科學(xué)家研制成功面向人工通用智能的新型類(lèi)腦計(jì)算芯片——“天機(jī)芯”，并成功在無(wú)人駕駛自行車(chē)上進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，引起高度關(guān)注。

國(guó)際權(quán)威期刊《自然》雜志以封面文章形式發(fā)表了清華大學(xué)類(lèi)腦計(jì)算研究中心施路平教授團(tuán)隊(duì)的相關(guān)論文。此舉帶來(lái)的直接意義是，不僅讓世界看到了我國(guó)在芯片領(lǐng)域的實(shí)力，更實(shí)現(xiàn)了中國(guó)在芯片和人工智能兩大領(lǐng)域《自然》論文零的突破。

“天機(jī)芯”是一款新型人工智能芯片，采用28納米工藝制成，整個(gè)芯片尺寸為3.8×3.8mm2，由156個(gè)計(jì)算單元（Fcore）組成，包含約40000個(gè)神經(jīng)元和1000萬(wàn)個(gè)突觸。它能夠把人工通用智能的兩個(gè)主要研究方向，即基于計(jì)算機(jī)科學(xué)和基于神經(jīng)科學(xué)這兩種方法，集成到一個(gè)平臺(tái)，可以同時(shí)支持機(jī)器學(xué)習(xí)算法和現(xiàn)有類(lèi)腦計(jì)算算法。

“類(lèi)腦計(jì)算芯片”是借鑒人腦的信息處理機(jī)制發(fā)展的新型計(jì)算芯片?！熬拖袢祟?lèi)大腦中的神經(jīng)元，一個(gè)神經(jīng)元能連接上千個(gè)神經(jīng)元，能夠?qū)崟r(shí)傳遞脈沖信號(hào)，保持豐富的編碼機(jī)制?！笔┞菲秸f(shuō)，“這些是我們研發(fā)‘天機(jī)芯’的重要參照?！?/p>

研究人員在一輛無(wú)人駕駛自行車(chē)上驗(yàn)證了這一芯片的能力。搭載“天機(jī)芯”的自行車(chē)，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)視覺(jué)目標(biāo)探測(cè)、目標(biāo)追蹤、自動(dòng)過(guò)障和避障、自適應(yīng)姿態(tài)控制、語(yǔ)音理解控制、自主決策等功能。

“原則上，人工通用智能平臺(tái)可以執(zhí)行人類(lèi)能夠完成的所有任務(wù)，但這是一個(gè)長(zhǎng)遠(yuǎn)的目標(biāo)。”施路平說(shuō)，這需要讓芯片能夠識(shí)別、處理各種不同來(lái)源的信息，就好比在芯片上建起一座“巴別塔”，讓不同種類(lèi)的機(jī)器“語(yǔ)言”在這里找到能相互理解、溝通的“世界語(yǔ)”。

此外，研究小組還指出，“通過(guò)隨機(jī)將新變量實(shí)時(shí)引入環(huán)境中可以產(chǎn)生高時(shí)空復(fù)雜性，例如不同的道路條件、噪聲、天氣因素、多種語(yǔ)言、更多人等等。通過(guò)探索允許適應(yīng)這些環(huán)境變化的解決方案，可以檢查對(duì)AGI至關(guān)重要的問(wèn)題—例如概括，穩(wěn)健性和自主學(xué)習(xí)。

美國(guó)《麻省理工學(xué)院技術(shù)評(píng)論》就此發(fā)表文章說(shuō)，“天機(jī)芯”芯片成功在無(wú)人駕駛自行車(chē)上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，顯示了中國(guó)在芯片領(lǐng)域日益增長(zhǎng)的專(zhuān)業(yè)能力，以及旨在優(yōu)化人工智能算法的全新芯片設(shè)計(jì)方法的價(jià)值。文章說(shuō)，中國(guó)科研人員展示了研制專(zhuān)業(yè)人工智能芯片的能力，體現(xiàn)了中國(guó)在提升自身芯片設(shè)計(jì)能力方面的重大進(jìn)展。

美國(guó)《紐約時(shí)報(bào)》刊文表示，配備了人工智能芯片后，這可能是“最接近自主思考的無(wú)人駕駛自行車(chē)”。文章說(shuō)，這一項(xiàng)目使用新型芯片實(shí)現(xiàn)更高水平的人工智能，希望這樣的芯片能在未來(lái)幫助實(shí)現(xiàn)當(dāng)前無(wú)法做到的機(jī)器自動(dòng)化水平。

美國(guó)知名研究機(jī)構(gòu)斯克里普斯研究所的專(zhuān)家埃里克·托波爾表示，“天機(jī)芯”的研發(fā)及其在無(wú)人駕駛自行車(chē)上的實(shí)驗(yàn)，成功展示了這種結(jié)合機(jī)器學(xué)習(xí)和類(lèi)腦算法的混合設(shè)計(jì)，標(biāo)志著人工智能發(fā)展進(jìn)程中的重要時(shí)刻。

據(jù)報(bào)道，“天機(jī)芯”第一代、第二代產(chǎn)品分別于2015年、2017年研制成功。經(jīng)過(guò)不斷改進(jìn)設(shè)計(jì)，目前的第二代“天機(jī)芯”具有高速、高性能、低功耗的特點(diǎn)。

“未來(lái)‘天機(jī)芯’的發(fā)展方向，是為人工通用智能的研究提供更高能效、高速、靈活的計(jì)算平臺(tái)，還可用于多種應(yīng)用開(kāi)發(fā)，促進(jìn)人工通用智能研究，賦能各行各業(yè)?！笔┞菲秸f(shuō)。