首款类脑互补视觉芯片“天眸芯”问世,我国科学家的又一次突破!

  2024-05-31

  清华大学类脑计算技术的重大进展

在北京,5月30日的学术界迎来了一场激动人心的突破——清华大学精密仪器系的施路平教授团队在国际顶级期刊《Nature》上发表了一篇封面文章,介绍了一项关于类脑计算技术的重大进展。他们提出了一种创新的视觉感知模型,即基于视觉原语的互补双通路类脑视觉感知新范式,并基于此理论框架成功研制出全球首枚类脑互补视觉芯片,被命名为“天眸芯”。这一成果不仅标志着中国在类脑计算与感知技术领域取得的重要里程碑,也是施路平教授团队继“天机芯”之后再度登上《Nature》封面,充分展现了其在类脑智能研究方面的深厚积累与持续引领。


新颖的视觉感知范式

  这项研究的核心在于其新颖的视觉感知范式,灵感来源于人类视觉系统的精妙构造。该团队深入剖析了视觉信息处理的本质,创造性地将开放世界中的复杂视觉信号分解为一系列基本的视觉原语,这些原语就如同视觉语言的字母,能够通过灵活重组来表征无限多样的视觉场景。在此基础上,构建了两条既互补又独立的视觉感知通路,一条擅长处理结构化信息,另一条则对非结构化视觉信息有更高的敏感度,两者的有机结合极大地提升了视觉感知的准确度和适应性,尤其是在面对开放世界中复杂多变的视觉挑战时,这种设计显得尤为关键。


“天眸芯”每秒处理10000帧图像

  “天眸芯”的诞生,正是这一理论框架的实体化展现。这枚芯片由施路平教授、赵蓉教授共同指导,由博士杨哲宇(现北京灵汐科技有限公司研发经理)、博士生王韬毅、林逸晗等共同参与研发,清华大学作为第一完成单位,携手北京灵汐科技有限公司等合作伙伴,合力攻克了硬件设计、软件算法开发等一系列技术难题。值得注意的是,“天眸芯”在极其有限的带宽和极低功耗条件下,实现了每秒处理10000帧图像的高速度、10位的高精度以及高达130分贝的超宽动态范围视觉信息处理能力,不仅打破了传统视觉芯片的性能天花板,也为应对极端环境下的视觉感知问题提供了有效的解决方案。


“天眸芯”车载平台成为未来的实际应用

  在实际应用测试中,装备“天眸芯”的智能系统在车载平台的开放环境中表现卓越,无论是面对突发的驾驶危险、光线急剧变化的隧道入口,还是夜间强光干扰等极端情况,都能够迅速做出反应,实现低延迟、高精度的实时感知推理。这些实测结果充分证明了“天眸芯”在智能无人系统领域广阔的应用前景,特别是对于自动驾驶、机器人导航等需要高度依赖视觉信息处理的任务而言,其价值不言而喻。


  施路平教授领导的清华大学精密仪器系类脑计算研究团队,通过这一系列的研究成果,正在逐步构建一个涵盖硬件、软件、算法乃至应用层面的完整类脑智能生态系统。“天眸芯”的成功研发,不仅是对“天机芯”等前期成果的有效补充,更是为类脑智能的发展注入了新的活力,为迈向真正意义上的人工通用智能提供了坚实的技术支撑。


  该项目的成功实施还得益于国家科技部“脑科学与类脑研究”重大项目、国家自然科学基金委员会的大力支持,以及清华大学/IDG-麦戈文脑科学研究院提供的资源与平台。这些支持不仅为团队提供了必要的研究条件,更为我国在国际类脑智能领域赢得了更多的话语权和影响力。随着“天眸芯”等前沿技术的不断成熟和推广,未来的人工智能世界或将迎来更加深刻和广泛的变化,开启智能感知与决策的新纪元。


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