我国科学家成功研制全球神经元规模最大的类脑计算机( 三 )

如何突破现有计算运行方式导致的计算机瓶颈?

全球科学家们再次将目光瞄准到模仿生物大脑这个最初的梦想 , 通过模拟人脑结构与运算机制来发展新的计算技术 , 以期实现高能效与高智能水平的计算 。

生物大脑在与环境相互作用过程中能够自然产生不同的智能行为 , 包括语音理解、视觉识别、决策任务、操作控制等 , 而且消耗的能量非常低 。 自然界中 , 很多神经元远低于100万的昆虫就能做到实时目标跟踪、路径规划、导航和障碍物躲避 。


我国科学家成功研制全球神经元规模最大的类脑计算机

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类脑计算机应用演示:嗅觉识别

潘纲介绍说 , 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 , “类脑计算已被看作是解决人工智能等计算难题的重要路径之一 。 ”

近年来 , 浙江大学聚焦人类智能与机器智能等核心领域 , 实施了简称为“双脑计划”的脑科学与人工智能会聚研究计划 , 希望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 , 建立引领未来的新型计算机体系结构 。

2015年和2019年浙江大学分别研制成功达尔文1代和达尔文2代类脑计算芯片 , 用芯片去模拟大脑神经网络的结构与功能机制 , 在图像、视频、自然语言的模糊处理中具有优势 。 而这次的成果是将792颗我国自主产权的达尔文2代类脑计算芯片集成在3台1.6米高的标准服务器机箱中 , 形成了一台强大的机架式类脑计算机 。

那么 , 这种高效能低功耗是如何实现的呢?项目研究骨干马德副教授说 , 大脑神经元的工作机理是钾离子钠离子的流入流出导致细胞膜电压变化 , 从而传递信息 , “可以简单理解为 , 一个神经元接受输入脉冲 , 导致细胞体的膜电压升高 , 当膜电压达到特定阈值时 , 会发出一个输出脉冲到轴突 , 并通过突触传递到后续神经元从而改变其膜电压 , 实现信息的传递 。 ”


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