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行業(yè)資訊發(fā)布時間：2017-03-16 11:04:13
去年，中國科學(xué)院計算技術(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)所張曉林團隊又研發(fā)出了一套最接近人眼的視覺系統(tǒng)的仿生眼，屬全球首創(chuàng)。 為此，3月9日上觀新聞發(fā)文章稱，若今后，模擬人眼的仿生眼能夠與模擬人腦的"寒武紀(jì)1A"芯片進行結(jié)合，會讓未來的機器人更加智慧。
寒武紀(jì)芯片
人腦雖然在計算速度上不如電腦，但在理解能力、創(chuàng)造能力、性能功耗比等許多方面遠超電腦。如何通過模擬人腦，開發(fā)出更強大的人工智能系統(tǒng)?這是世界科技前沿的一大研究方向。為了占得先機，上海正在圍繞張江綜合性國家科學(xué)中心建設(shè)，組織開展"類腦智能科技行動計劃"，已取得一批即將產(chǎn)業(yè)化的成果。 中科院計算技術(shù)研究所專家發(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)專用處理器。在"腦-智工程"推動下，開發(fā)這個項目的企業(yè)已落戶上海。人腦信息的83%來自視覺，中科院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所專家模擬人眼、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，讓機器人更智慧。
隨著"阿爾法狗"(AlphaGo)完勝人類棋手，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，"阿爾法狗"的身軀十分龐大，不但使用了約170個圖形處理器和1200個中央處理器，還需要海量的機房設(shè)備、高昂的運維成本。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，讓智能機器的體積大幅縮小，性能卻不降反升?中科院計算技術(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，所以兩人思考未來科技發(fā)展的方向時，很自然地決定合作，開發(fā)人工智能芯片。 2016世界互聯(lián)網(wǎng)大會上，中科院計算技術(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，性能非常強大，每秒可以處理160億個神經(jīng)元和超過2萬億個突觸，但功耗只有市場上最先進智核芯片的1/10。之所以取名"寒武紀(jì)"，是因為生命演化史上有著名的"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)，開啟人工智能時代。 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目。在臨港管委會的推動下，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，他們正在進行機房建設(shè)和人員引進。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。
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、安防監(jiān)控、可穿戴設(shè)備、無人機、智能駕駛等各類終端設(shè)備。王在表示，在運行主流智能算法時，這款專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，其性能更為強大，會應(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)處理器看作智能機器的大腦，那么機器人的視覺、聽覺、語言等功能，也需要實現(xiàn)智能化。
為此，"腦-智工程"由中科院上海分院副院長張旭院士負責(zé)，集聚了愛觀視覺、科大訊飛、新松機器人等一批高技術(shù)企業(yè)和科研團隊，希望通過它們的協(xié)同創(chuàng)新，推進類腦智能技術(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、愛觀視覺創(chuàng)始人張曉林帶隊發(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)科專業(yè)背景，這讓他想到了用機器模擬人眼及其相關(guān)的人腦結(jié)構(gòu)。與攝像機相比，人眼有很多獨特的本領(lǐng):一是左右眼能自動調(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;三是能對一個物體進行跟蹤;四是隨意切換對象，想看哪兒就看哪兒。 經(jīng)過多年研發(fā)，仿生眼已在中科院上海微系統(tǒng)所的實驗室誕生。它們都有會動的眼珠，左右眼協(xié)同工作，具備人眼的基本功能。記者看到，裝有仿生眼的機器人能自行走出實驗室，在走廊里避開各種障礙物后返回;識別出一張人臉后，眼珠能隨著他的移動而轉(zhuǎn)動，始終"盯牢";對準(zhǔn)一只乒乓球的仿生眼，能一下子轉(zhuǎn)變方向，對準(zhǔn)另一只乒乓球。 在此基礎(chǔ)上，張曉林團隊發(fā)明了"全自動3D攝像機"。據(jù)介紹，目前的3D視頻拍攝需要兩臺攝像機，拍攝后要做大量后期處理，而擁有仿生眼的"全自動3D攝像機"能像人眼那樣直接采集3D圖像，而且拍攝中可隨意變焦。這臺機器還裝有控制盒，模擬人的小腦和腦干功能。"人腦的這些部位都參與視覺構(gòu)建，所以我們要開發(fā)與之相仿的控制系統(tǒng)。"張曉林解釋說。今后，這種系統(tǒng)可與模擬大腦的系統(tǒng)連在一起。
除了拍攝3D視頻，仿生眼還有許多可大顯身手的地方。它已安裝在新松雙臂機器人身上，將用于工業(yè)流水線，能準(zhǔn)確地抓取物品。它還有望應(yīng)用于汽車無人駕駛、無人機導(dǎo)航、虛擬現(xiàn)實(VR)和增強現(xiàn)實(AR)、體育賽事全自動跟拍等領(lǐng)域。 能在千米高空看清地面動物的鷹眼，也是張曉林團隊的仿生對象。與只有一個中心凹的人眼不同，鷹眼有一深一淺兩個中心凹。在空中，老鷹用單眼的深中心凹搜尋地面動物，視力極佳，但沒有立體感;俯沖時，改用有立體感的雙眼觀看，從而準(zhǔn)確抓住目標(biāo)。為了開發(fā)"電子鷹眼"，科研人員采用3臺全自動3D攝像機，其中一臺可變焦30倍左右的攝像機模擬鷹眼的深中心凹，取得了很好的效果。這種設(shè)備今后能用于遠距離監(jiān)控、偵查等領(lǐng)域，讓鷹眼為人類服務(wù)。
文章來源：觀察者
