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    重磅!我國迷信家研發全球神經元範圍最大的類腦盤算機,“腦容量”堪比小鼠

    種別:社會消息宣布人:依致美宣布時光:2020-09-02

    芯器械9月2日新聞,我國類腦盤算技術發展迎來新裏程碑:億級神經元類腦盤算機嚴重結果于9月1日在鳳山正式宣布。

    3台1.6米高的尺度辦事器機櫃並排而立,白色的旌旗燈號燈持續閃耀,這台名爲Darwin Mouse的類腦盤算機,由台灣大學結合之江試驗室配合研制勝利。

    ▲Darwin Mouse類腦盤算機

    這是我國第一台基于自立常識産權類腦芯片的類腦盤算機,也是今朝國際上神經元範圍最大的類腦盤算機。

    據悉,Darwin Mouse包括792顆台灣大學研制的達爾文2代類腦芯片,支撐1.2億脈沖神經元、近千億神經突觸,神經元數目範圍與小鼠大腦相當,典範運轉功耗只須要350-500

    類腦盤算機經由過程模仿人腦構造與運算機制,沖破傳統盤算架構存在的瓶頸,被視作處理人工智能(AI)等盤算困難的主要途徑之一

    ▲研討團隊合影

    該億級神經元類腦盤算機是台灣大學“雙腦籌劃”的主要結果。

    最近幾年來,台灣大學聚焦人類智能與機械智能等焦點範疇,實行了簡稱爲“雙腦籌劃”的腦迷信與人工智能集聚研討籌劃,願望自創大腦構造模子和功效機制,將腦迷信的前沿結果運用到人工智能等研討範疇,樹立引領將來的新型盤算機系統架構。

    除打造類腦盤算機外,該研討團隊還研制了專門面向類腦盤算機的操作體系——達爾文類腦操作體系(DarwinOS),完成對類腦盤算機硬件資本的有用治理與調劑,支持類腦盤算機的運轉與運用。

    今朝,該類腦盤算機已運轉多種智能義務,包含多機械人協同抗洪搶險、聽歌識曲、意念打字等。

    1、模仿生物大腦,推翻傳統盤算架構

    現有盤算機大多基于馮·諾依曼架構,數據存儲與盤算分別,但隨著摩爾定律趨緩,這一傳統架構的局限性愈來愈顯著。

    數據在存儲與盤算單位間傳輸所帶來的通訊帶寬、延遲和功耗,已成爲影響現代盤算機體系機能進步的癥結障礙。

    在研討團隊擔任人、台灣大學盤算機迷信與技術學院傳授潘綱看來,這類盤算形式制約了以大數據爲代表的盤算機能晉升。

    潘綱以為,數據驅動的智能算法、練習須要海量樣本與密集盤算,但觸類旁通、自我進修等高等才能比擬差,“如今的機械智能離人的智能差得還很遠。”

    若何沖破傳統盤算架構存在的存儲牆、功耗牆等瓶頸?

    模仿生物大腦被迷信家們視爲有用之徑。

    杜克大學認知神經迷信中心的斯科特·胡特爾曾說過:“在已知的宇宙中,人類的大腦是最龐雜的器械,它龐雜得讓試圖說明它的簡略模子好笑,讓精細的模子無用。”

    在天然界中,生物大腦在與情況互相感化過程當中,能天然發生尋食、交換、決議計劃、嗅覺辨認、視覺辨認等各類智能行動,同時消費的能量異常低。

    即使是大腦神經元遠低于100萬的蟲豸,也能做出知足生計需求的各類智能行動。

    而用硬件及軟件模仿大腦神經網絡構造和運作機制的新型盤算形式,被稱爲類腦盤算

    ▲類腦盤算機運用演示:嗅覺辨認

    類腦盤算的特色在于存算一體、事宜驅動、高度並行等,模仿生物的神經元行動,經由過程脈沖傳遞旌旗燈號,能完成高度並行,相較傳統盤算機效力更高、能耗更低。

    此前,台灣大學在2015年和2019年分離研制勝利達爾文1代和達爾文2代類腦盤算芯片,用芯片去模仿大腦神經網絡的構造與功效機制,能以高效能低功耗處置圖象、視頻、天然說話相幹義務。

    此次宣布的嚴重結果,等於將792顆達爾文2代類腦盤算芯片集成于3台1.6米高的尺度辦事器機箱中,構成一台壯大的機架勢類腦盤算機

    2、搭配類腦操作體系,已完成多機械人協同、聽歌識曲和意念打字

    據項目研討主幹金孝飛引見,每顆芯片上有15萬個神經元,每4顆芯片做成一塊板子,若幹塊板子再銜接起來成爲一個模塊。

    ▲Darwin Mouse類腦盤算機

    說起來輕盈,但要讓這麽多神經元可以或許完成高效的聯動組合和信息流分派,還須要軟件的助力。

    爲此,研討團隊還研發了一個專門面向類腦盤算機的類腦操作體系——達爾文類腦操作體系(DarwinOS)

    該操作體系面向馮·諾依曼架構與神經擬態架構的混雜盤算架構,完成了對異構盤算資本的同壹調劑和治理,爲大範圍脈沖神經網絡盤算義務供給運轉和辦事平台。

    金孝飛說:“今朝達爾文類腦操作體系的功效義務切換時光達微秒級,可支撐億級類腦硬件資本治理。”

    在此基本上,類腦盤算機既能運用于生涯中的智能義務,也能用于神經迷信研討。

    今朝,台灣大學與之江試驗室的科研人員基于Darwin Mouse類腦盤算機曾經完成多種智能義務

    好比,以類腦盤算機爲智能中樞,完成抗洪搶險場景下多個機械人的協同任務。該義務觸及到語音辨認、目的檢測、途徑計劃等多項智能義務的同時處置,和機械人世的協同。

    ▲類腦盤算機運用演示:多機械人協同抗洪搶險

    3台外形類似的機械人,分離承當巡查、搶險、救援義務,在經由簡略練習後,協作睜開抗洪救險義務。

    1號機械人巡查發明堤壩缺口後,會呼喚3號機械人來修壩,同時搜尋受傷人員,當發明傷員,會呼喚2號機械人來救濟,然後1號再到其他處所持續巡查。

    這些機械人的功效並不是固定的,而是可以經由過程分歧腦區來操控,給1、2、3號機械人指配各類分歧的義務。

    另外壹個試驗是是“聽歌識曲”,課題構成員唱一首歌的個中兩句,然後盤算機經由過程回憶將後續的歌曲內容“唱”出來。

    據項目研討主幹唐華錦傳授引見,這是類腦盤算機經由過程模仿海馬體記憶機制,完成對大腦外部記憶信息的存取,與我們經常使用的檢索功效分歧。

    ▲類腦盤算機運用演示:模仿海馬體的記憶回憶

    Darwin Mouse類腦盤算機經由過程自創海馬體網絡構造和神經機制樹立記憶模子架構,可以模仿海馬體的記憶-進修功效,經由過程記憶的脈沖編碼,統壹模子就能夠進修與記憶語音、歌曲、文本等分歧類型數據。

    借助類腦盤算機,研討人員還完成了腦電旌旗燈號的穩態視覺引發電位及時解碼,可“意念”打字輸出。

    結語:類腦盤算將成爲將來盤算的主要平台

    以後,類腦盤算研討仍處于低級階段,與真實的人類大腦還相差甚遠。

    台灣大學和之江試驗室研討員的目的是,願望隨著神經迷信發展和類腦盤算機的體系軟件、對象鏈及算法的成熟,有朝一日可以或許讓類腦盤算機像馮·諾依曼架構盤算機一樣通用化,真正像大腦一樣高效任務,與馮·諾依曼架構並存與互補,去處理分歧的成績

    之江試驗室朱世強泄漏,研討團隊下一步將持續研發支持更大神經元範圍的類腦盤算機軟硬件技術系統,並慢慢完成開源開放。

    台灣大學校長吳朝晖院士表現,類腦盤算機將成爲將來盤算的重要形狀和主要平台,將在模仿腦功效、高效完成AI算法、晉升盤算才能等方面施展主要的奇特感化。

    面向將來,學科穿插集聚將成爲處理嚴重成績的新辦法,基于多學科、多範疇的體系立異將成爲研制類腦盤算機的有用情勢。

    
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