让自行车像宠物狗一样跟着主人跑，清华在《自然》发文：类脑计算芯片取得突破

在清华大学校园里，最近出现了一辆奇特的自行车：它好像一只乖巧的宠物狗，不仅能根据指令拐弯、加速，还会自动绕开障碍物、跟着主人跑。

驱动这辆自行车的，是一块同时融合了类脑计算和基于计算机科学人工智能的新型芯片——这种融合技术有望最终实现人工通用智能。今天凌晨，英国《自然》杂志在线发表了清华大学类脑计算研究中心施路平教授及其同事的这款名为“天机”的芯片。

尽管阿尔法狗打败了人类顶级棋手，但这项技术只能用于下围棋。要发展高级人工智能，必定需要发展人工通用智能。

在现阶段，发展人工通用智能的方法主要有两条技术路线：一种是以神经科学为基础，尽量模拟人类大脑；另一种是以计算机科学为导向，让计算机运行机器学习算法。实现人工通用智能的最终方法之一是让两者结合，但由于两套系统使用的平台各不相同且互不兼容，极大地限制了人工通用智能的发展。

为挑战这一世界级难题，从2012年起，清华大学集合计算机、脑科学、精密仪器、自动化、生物医学工程、材料等七个院系的科研力量，成立类脑计算研究中心，希望通过学科深度交叉融合，在这一领域实现产学研的全面突破，为世界人工智能领域发展打破瓶颈。

“原则上，人工通用智能平台可以执行人类能够完成的所有任务，但这是一个长远的目标。”施路平说，这需要让芯片能够识别、处理各种不同来源的信息，就好比在芯片上建起一座“巴别塔”，让不同种类的机器“语言”在这里找到能相互理解、沟通的“世界语”。

因此，该研究中心花费了大量精力，用以构建未来支撑人工通用智能发展的类脑计算芯片的框架，在经过反复研讨后，终于提出“异构融合”这一类脑计算芯片的设计理念。

在此基础上，施路平带领科研团队建立起芯片设计平台：小小芯片由156个计算核组成，包含了大约4万个神经元和1千万个突触。由于它可以同时支持类脑电路和机器学习算法，语音控制、视频处理、电机姿态传感器等不同来源、不同编码模式的数据，实现交互融合，最终实现高效的信息处理。

本次发表于《自然》杂志的已是天机的第二代芯片，如今，第三代芯片也已在研发中。据悉，清华大学已成立了科技公司进行产业化，近期已完成天使轮融资，明年可发布商用芯片。

“天机芯片全部采用国内可实现的集成电路工艺，目前采用28纳米工艺，今后还将不断优化，也可能采用更先进工艺。”施路平说，第二代“天机芯”具有高速度、高性能、低功耗的特点。相比于当前世界先进的IBM的TrueNorth芯片，它功能更全、灵活性和扩展性更好，密度提升20%，速度提高至少10倍，带宽提高至少100倍。未来，天机芯片将通过代际更替，逐步向真正的人工通用智能逼近。

目前，该芯片除了应用于自动行驶自行车，还可用于无人机、自动机器人等应用场景。

作者：许琦敏
编辑：许琦敏
责任编辑：樊丽萍

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