向計算機念一句「春曉」的詩句,它就能憑「記憶」很快接著念下去;朝它噴殺蟲劑,它可以顯示「注意有毒氣體」的感知反饋……
9月1日,記者從浙江大學了解到,浙江大學聯合之江實驗室共同研製成功了,我國首台基於自主智慧財產權類腦晶片的類腦計算機。
研發團隊還為類腦計算機研製了「管家婆」——達爾文類腦作業系統,用以實現對類腦計算機硬體資源的有效管理與調度,支撐類腦計算機的運行與應用。未來項目團隊將基於我國自主產權類腦晶片,研製規模更大的神經元類腦計算機,同時研究支撐其運行與開發的類腦基礎軟體體系,並逐步實現開源與開放,為我國類腦計算新技術的發展貢獻力量。
這台類腦計算機包含 792 顆浙江大學研製的達爾文 2 代類腦晶片,支持 1.2 億脈衝神經元、近千億神經突觸,與小鼠大腦神經元數量規模相當,典型運行功耗只需要 350-500 瓦,同時它也是目前國際上神經元規模最大的類腦計算機。
全球科學家們再次將目光瞄準到模仿生物大腦這個夢想,通過模擬人腦結構與運算機制來發展新的計算技術,以期實現高能效與高智能水平的計算。生物大腦在與環境相互作用過程中能夠自然產生不同的智能行為,包括語音理解、視覺識別、決策任務、操作控制等,而且消耗的能量非常低。自然界中,很多神經元遠低於100萬的昆蟲就能做到實時目標跟蹤、路徑規劃、導航和障礙物躲避。
浙江大學與之江實驗室的科研人員基於Darwin Mouse類腦計算機已經實現了多種智能任務。研究者將類腦計算機作為智能中樞,實現抗洪搶險場景下多個機器人的協同工作,涉及到語音識別、目標檢測、路徑規劃等多項智能任務的同時處理,以及機器人間的協同。
同時還用類腦計算機模擬了多個不同腦區,建立了丘腦外側膝狀核的神經網絡模型,仿真了不同頻率閃動的視覺刺激時該腦區神經元的周期性反應;借鑑海馬體神經環路結構和神經機制構建了學習-記憶融合模型,實現音樂、詩詞、謎語等的時序記憶功能;實現了腦電信號的穩態視覺誘發電位實時解碼,可「意念」打字輸入。
項目研究骨幹李瑩副教授表示:不同機器人的任務可以通過指令切換,也就是說它們的功能並不是固定的,而是通過不同腦區來操控的,1號機器人現在干巡邏的活,過會又可以變成負責救援或者工程。
在另一個實驗場景中,課題組成員給計算機演唱一首歌其中的兩句,然後計算機就能通過回想把後續的歌曲內容「唱」出來。項目研究骨幹唐華錦教授表示:「這是類腦計算機通過模擬海馬體記憶機制,實現對大腦內部記憶信息的存取,與我們常用的檢索功能不同。」Darwin Mouse類腦計算機通過借鑑海馬體網絡結構以及神經機制建立記憶模型架構,可以模擬海馬體的記憶-學習功能,通過記憶的脈衝編碼,同一模型就可以學習與記憶語音、歌曲、文本等不同類型數據。
科學家們表示,未來類腦計算機既可用於生活中各種智能任務的處理,開拓人工智慧的應用場景;也可用於神經科學、腦科學研究,為神經科學家提供更快更大規模的仿真工具,提供探索大腦工作機理的新實驗手段;還可植入手機、機器人,產生新的智能服務體驗。