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全国首台亿级神经元类脑计算机发布:神经元数量相当于小鼠大脑

我国在类脑智能计算技术领域迈出新的一步!

9月1日,浙江大学联合之江实验室在杭州发布一款包含1.2亿脉冲神经元、近千亿神经突触的类脑计算机Darwin Mouse。

据了解,这是我国第一台基于自主知识产权类脑芯片的类脑计算机,该计算机使用了792颗由浙江大学研制的“达尔文二代”类脑芯片,支持1.2亿脉冲神经元、近千亿神经突触,神经元数量规模相当于小鼠大脑,典型运行功耗只需要350-500瓦。值得一提的是,Darwin Mouse也是目前国际上神经元规模最大的类脑计算机。

研究团队还针对类脑计算机研发出了专用的操作系统——达尔文类脑操作系统(DarwinOS),实现对类脑计算机硬件资源的有效管理与调度,支撑类脑计算机的运行与应用。

“应急救援、听歌识曲、意念输入”样样精通

类脑计算机到底有什么作用?在现场展示中,多个机器人以类脑计算机为智能中枢,展示了抗洪抢险场景下的协同工作。3台外形相似的机器人,分别承担巡逻、抢险、营救任务,各自功能都有所不同,可通过不同脑区来操控,给1、2、3号机器人下达不同的指令。

图片源自浙江大学官微

听歌识曲同样是Darwin Mouse的拿手好戏,工作人员只需要哼唱出一首歌中的两居,类脑计算机可通过模拟海马体记忆机制,实现对大脑内部记忆信息的存取,将后续的歌曲内容“唱”出来。除了记忆提取以外,还能借鉴海马体网络结构以及神经机制建立记忆模型架构,通过记忆的脉冲编码,同一模型就可以学习与记忆语音、歌曲、文本等不同类型数据。

图片源自浙江大学官微

借助类脑计算机,研究人员还实现了脑电信号的稳态视觉诱发电位实时解码,可“意念”打字输入。

类脑计算:颠覆传统计算架构的新型计算模式

据研究团队负责人、浙江大学计算机学院教授潘纲介绍,用硬件及软件模拟大脑神经网络的结构与运行机制,构造一种全新的人工智能系统,这种颠覆传统计算架构的新型计算模式,就是类脑计算。其特点在于存算一体、事件驱动、高度并行等,是国际学术界与工业界的研究焦点,更是重要的科技战略。

中国科学院院士、浙江大学校长吴朝晖表示,类脑计算机将成为未来计算的主要形态和重要平台,将在模拟脑功能、高效实现AI算法、提升计算能力等方面发挥重要的独特作用。面向未来,学科交叉会聚将成为解决重大问题的新方法,基于多学科、多领域的系统创新将成为研制类脑计算机的有效形式。“我们希望能够借鉴脑的结构模型和功能机制,将脑科学的前沿成果应用到人工智能等研究领域,从而建立起引领未来的新型计算机体系结构。”

据OFweek电子工程网了解,早在2015年,浙江大学就牵头研制了“达尔文一代”类脑芯片,模拟神经元LIF模型,比传统神经网络具有更强的生物真实性,这也是国内首款神经拟态类脑芯片。

2019年,“达尔文二代”类脑芯片诞生,单芯片由576个内核组成、支持15万神经元、1000万个神经突触,在神经元数目上相当于果蝇的神经元数目。通过芯片级联可构建千万级神经系统,达到TrueNorth芯片类似规模,但可模拟比TrueNorth更高精度的突触。该芯片也是国内目前已知的单芯片神经元规模最大的脉冲神经网络类脑芯片。

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