經過多年努力，我國科學家成功研制出了面向人工通用智能的新型類腦計算芯片——“天機芯”，而且成功地在無人駕駛自行車上進行了實驗。日前，《自然》雜志封面文章展示了這一新型人工智能芯片，這是世界首款異構融合類腦芯片，實現(xiàn)了中國在芯片和人工智能兩大領域《自然》論文的零突破。

“天機芯”究竟有何突破？

芯片是人工智能系統(tǒng)的“大腦”，如今人工智能技術有兩種主流“大腦”：一種是支持人工神經網絡的深度學習加速器，基于研究電腦的計算機科學，讓計算機運行機器學習算法;另一種是支持脈沖神經網絡的神經形態(tài)芯片，基于研究人腦的神經科學，無限模擬人類大腦。

雖然同為人工智能，它們卻“雞同鴨講”不能交流，這是因為兩種AI“大腦”的平臺各不相同且互不兼容。而“天機芯”卻能把這兩種原本互不兼容的人工智能芯片融為一體，成為世界首款異構融合類腦芯片。這種融合技術有望實現(xiàn)人工通用智能，原則上，人工通用智能平臺可以執(zhí)行人類能夠完成的所有任務。

自行車“成精”了？

用于展示“天機芯”性能的平臺是在清華大學操場上“撒歡”的一輛無人駕駛自行車。試驗中，自行車不僅可以識別語音指令、實現(xiàn)自平衡控制，可以自行越過路面的小凸起，不會因失去平衡而摔倒，還能探測和跟蹤前方行人并自動避障，這體現(xiàn)了無人駕駛自行車的動態(tài)感知、目標探測、過障、自主決策等能力。

自行車“成精”了？不，這只是因為它配上了“天機芯”大腦，還配備了慣性測量單元傳感器、攝像頭、麥克風、剎車電機、轉向電機等制動器，以及控制、計算等處理平臺。

一塊“天機芯”可以同時運行5種不同神經網絡：用于圖像處理和物體檢測的CNN、用于語音命令識別的SNN、用于人類目標跟蹤的CANN、用于姿態(tài)平衡和方向控制的MLP和用于決策控制的混合網絡。芯片采用眾核架構和任意路由拓撲，自由集成各種神經網絡和混合編碼方案，在多個模型之間無縫通信，最終讓人們看到了這輛可以順利完成各種任務的“成了精”的無人駕駛自行車。據悉，這是世界上第一輛既有電腦思維，又有人腦思維，有近乎“獨立思考”能力的自行車。

如何窺探“天機”？

現(xiàn)有的人工智能是專有人工智能，一個問題對應一個解決辦法，只要滿足條件都可以做得很好，但難以處理模糊問題，也不能跨界處理問題。比如阿爾法狗下圍棋能贏世界冠軍，卻做不出閱讀理解題。而與之相對的是能處理視覺、聽覺、學習、推理等多種任務，具備舉一反三、融會貫通能力的人工通用智能。發(fā)展人工通用智能是人工智能學界一直在努力的方向，國內外很多機構都在做。

清華大學類腦計算研究中心由校內7個院系聯(lián)合組建，融合了腦科學、電子、微電子、計算機、自動化、材料以及精密儀器等學科，成立之初就瞄準了基于“天機”系列芯片的類腦系統(tǒng)的研發(fā)。以類腦覓“天機”，從腦科學的最新研究成果中找方向標就成為一個必然選擇。

類腦研究是借鑒，不是簡單模仿，是神似，不是形似，它要解決人工智能的時空復雜度、能效等問題。電腦早就在某些方面超越了人腦，比如記得快記得準、算得快算得準。但目前在自主學習、模糊推理等領域與人腦仍有相當大的距離，而類腦計算可以縮小它們的差距。

計算機的特點是一直前進從不退步，因此它超越人腦的領域將會越來越多，但我們不必因此懼怕計算機的發(fā)展。我們要用人類的智慧規(guī)范人工智能的發(fā)展，讓它服務于人類。