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去年，中國(guó)科學(xué)院計(jì)算技術(shù)研究所發(fā)布了世界上首款模擬人腦的深度學(xué)習(xí)處理器芯片"寒武紀(jì)1A"。日前，中科院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)所張曉林團(tuán)隊(duì)又研發(fā)出了一套最接近人眼的視覺(jué)系統(tǒng)的仿生眼，屬全球首創(chuàng)。

為此，3月9日有新聞發(fā)文稱(chēng)，若今后，模擬人眼的仿生眼能夠與模擬人腦的"寒武紀(jì)1A"芯片進(jìn)行結(jié)合，會(huì)讓未來(lái)的機(jī)器人更加智慧。

寒武紀(jì)芯片

人腦雖然在計(jì)算速度上不如電腦，但在理解能力、創(chuàng)造能力、性能功耗比等許多方面遠(yuǎn)超電腦。如何通過(guò)模擬人腦，開(kāi)發(fā)出更強(qiáng)大的人工智能系統(tǒng)?這是世界科技前沿的一大研究方向。為了占得先機(jī)，上海正在圍繞張江綜合性國(guó)家科學(xué)中心建設(shè)，組織開(kāi)展"類(lèi)腦智能科技行動(dòng)計(jì)劃"，已取得一批即將產(chǎn)業(yè)化的成果。

中科院計(jì)算技術(shù)研究所專(zhuān)家發(fā)明的"寒武紀(jì)1A"，模擬人腦神經(jīng)元和突觸，是世界首款商用深度學(xué)習(xí)專(zhuān)用處理器。在"腦-智工程"推動(dòng)下，開(kāi)發(fā)這個(gè)項(xiàng)目的企業(yè)已落戶(hù)上海。人腦信息的83%來(lái)自視覺(jué)，中科院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所專(zhuān)家模擬人眼、小腦和腦干，發(fā)明了仿生眼。今后，仿生眼有望與"寒武紀(jì)1A"結(jié)合，讓機(jī)器人更智慧。

"寒武紀(jì)"將引爆人工智能

隨著"阿爾法狗"(AlphaGo)完勝人類(lèi)棋手，以深度學(xué)習(xí)為核心技術(shù)的人工智能在全球炙手可熱。不過(guò)，"阿爾法狗"的身軀十分龐大，不但使用了約170個(gè)圖形處理器和1200個(gè)中央處理器，還需要海量的機(jī)房設(shè)備、高昂的運(yùn)維成本。這限制了人工智能在我們工作、生活中的推廣應(yīng)用。

能否開(kāi)發(fā)出一款適合深度學(xué)習(xí)的深度神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)處理器，讓智能機(jī)器的體積大幅縮小，性能卻不降反升?中科院計(jì)算技術(shù)研究所的陳云霽、陳天石兄弟給出了世界首創(chuàng)的解答。陳氏兄弟都畢業(yè)于中科大少年班，哥哥陳云霽研究芯片，弟弟陳天石主攻人工智能，所以?xún)扇怂伎嘉磥?lái)科技發(fā)展的方向時(shí)，很自然地決定合作，開(kāi)發(fā)人工智能芯片。

2016世界互聯(lián)網(wǎng)大會(huì)上，中科院計(jì)算技術(shù)研究所發(fā)布了他倆領(lǐng)銜研發(fā)的"寒武紀(jì)1A"，這是世界上第一款模擬人腦神經(jīng)元和突觸的深度神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)處理器，性能非常強(qiáng)大，每秒可以處理160億個(gè)神經(jīng)元和超過(guò)2萬(wàn)億個(gè)突觸，但功耗只有市場(chǎng)上最先進(jìn)智核芯片的1/10。之所以取名"寒武紀(jì)"，是因?yàn)樯莼飞嫌兄?寒武紀(jì)大爆發(fā)"，陳氏兄弟希望這款處理器也具有引爆效應(yīng)，開(kāi)啟人工智能時(shí)代。

建設(shè)具有全球影響力的科技創(chuàng)新中心，需要集聚各地一流人才和項(xiàng)目。在臨港管委會(huì)的推動(dòng)下，上海寒武紀(jì)信息科技有限公司已成立。公司總裁王在博士介紹，他們正在進(jìn)行機(jī)房建設(shè)和人員引進(jìn)。上海高校、科研院所、創(chuàng)新型企業(yè)集聚，給了寒武紀(jì)廣闊的合作空間和產(chǎn)品應(yīng)用市場(chǎng)。

目前，寒武紀(jì)公司在與多家企業(yè)洽談合作，把"寒武紀(jì)1A"用于智能手機(jī)、安防監(jiān)控、可穿戴設(shè)備、無(wú)人機(jī)、智能駕駛等各類(lèi)終端設(shè)備。王在表示，在運(yùn)行主流智能算法時(shí)，這款專(zhuān)用處理器的性能功耗比全面超越CPU(中央處理器)和GPU(圖形處理器)。公司還在研發(fā)服務(wù)器芯片，其性能更為強(qiáng)大，會(huì)應(yīng)用于大數(shù)據(jù)分析、智能金融、智慧城市等諸多領(lǐng)域。

如果把深度神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)處理器看作智能機(jī)器的大腦，那么機(jī)器人的視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、語(yǔ)言等功能，也需要實(shí)現(xiàn)智能化。為此，"腦-智工程"由中科院上海分院副院長(zhǎng)張旭院士負(fù)責(zé)，集聚了愛(ài)觀視覺(jué)、科大訊飛、新松機(jī)器人等一批高技術(shù)企業(yè)和科研團(tuán)隊(duì)，希望通過(guò)它們的協(xié)同創(chuàng)新，推進(jìn)類(lèi)腦智能技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

中科院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)所研究員、愛(ài)觀視覺(jué)創(chuàng)始人張曉林帶隊(duì)發(fā)明的仿生眼，與"寒武紀(jì)1A"一樣，屬于全球首創(chuàng)。張曉林兼有工科和醫(yī)科專(zhuān)業(yè)背景，這讓他想到了用機(jī)器模擬人眼及其相關(guān)的人腦結(jié)構(gòu)。與攝像機(jī)相比，人眼有很多獨(dú)特的本領(lǐng):一是左右眼能自動(dòng)調(diào)節(jié)，始終保持一定的位置關(guān)系，從而獲取立體圖像;二是防震，能夠在顛簸等環(huán)境中獲取穩(wěn)定的圖像;三是能對(duì)一個(gè)物體進(jìn)行跟蹤;四是隨意切換對(duì)象，想看哪兒就看哪兒。

經(jīng)過(guò)多年研發(fā)，仿生眼已在中科院上海微系統(tǒng)所的實(shí)驗(yàn)室誕生。它們都有會(huì)動(dòng)的眼珠，左右眼協(xié)同工作，具備人眼的基本功能。記者看到，裝有仿生眼的機(jī)器人能自行走出實(shí)驗(yàn)室，在走廊里避開(kāi)各種障礙物后返回;識(shí)別出一張人臉后，眼珠能隨著他的移動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)，始終"盯牢";對(duì)準(zhǔn)一只乒乓球的仿生眼，能一下子轉(zhuǎn)變方向，對(duì)準(zhǔn)另一只乒乓球。

在此基礎(chǔ)上，張曉林團(tuán)隊(duì)發(fā)明了"全自動(dòng)3D攝像機(jī)"。據(jù)介紹，目前的3D視頻拍攝需要兩臺(tái)攝像機(jī)，拍攝后要做大量后期處理，而擁有仿生眼的"全自動(dòng)3D攝像機(jī)"能像人眼那樣直接采集3D圖像，而且拍攝中可隨意變焦。這臺(tái)機(jī)器還裝有控制盒，模擬人的小腦和腦干功能。"人腦的這些部位都參與視覺(jué)構(gòu)建，所以我們要開(kāi)發(fā)與之相仿的控制系統(tǒng)。"張曉林解釋說(shuō)。今后，這種系統(tǒng)可與模擬大腦的系統(tǒng)連在一起。