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抗洪|能指挥机器人抗洪 还可以用意念打字

_原题为 能指挥机器人抗洪 还可以用意念打字
新华社杭州9月1日电浙江大学联合之江实验室1日在杭州发布一款包含1.2亿脉冲神经元、近千亿神经突触的类脑计算机 。 该计算机名为DarwinMouse ， 使用了792颗由浙江大学研制的达尔文2代类脑芯片 ， 神经元数量规模相当于小鼠大脑 。
研究人员介绍 ， 目前该类脑计算机已经实现了多种智能任务 ， 例如将类脑计算机作为智能中枢 ， 实现抗洪抢险场景下多个机器人协同工作；模拟不同脑区建立神经模型 ， 为科学研究提供更快更大规模的仿真工具；实现“意念打字” ， 对脑电信号进行实时解码等 。
之江实验室主任朱世强表示 ， 研究团队下一步将继续研发支撑更大神经元规模的类脑计算机软硬件技术体系 ， 并逐步实现开源开放 。
类脑计算机都能干什么？
1、作为智能中枢 ， 实现抗洪抢险场景下多个机器人协同工作 ， 涉及语音识别、目标检测、路径规划等多项智能任务的同时处理
【抗洪|能指挥机器人抗洪 还可以用意念打字】2、模拟多个不同脑区 ， 建立丘脑外侧膝状核的神经网络模型 ， 仿真不同频率闪动的视觉刺激时 ， 该脑区神经元的周期性反应
3、借鉴海马体神经环路结构和神经机制 ， 构建学习-记忆融合模型 ， 实现音乐、诗词、谜语等的时序记忆功能
4、实现脑电信号的稳态视觉诱发电位实时解码 ， 可“意念”打字输入
原理 通过脉冲传递信号 实现高效能低功耗
类脑计算机Darwin Mouse
1.6米高的3个标准机柜并排而立 ， 黑色的外壳给人酷酷的感觉 ， 红色的信号灯不停地闪烁 ， 靠得近些似乎能听到里面脉冲信号飞速奔跑的声音 。
这台类脑计算机支持1.2亿脉冲神经元、近千亿神经突触 ， 与小鼠大脑神经元数量规模相当 ， 典型运行功耗只需要350瓦-500瓦 ， 同时也是目前国际上神经元规模最大的类脑计算机 。
研究团队负责人、浙江大学计算机科学与技术学院教授潘纲介绍说 ， 类脑计算的特点在于存算一体、事件驱动、高度并行等 。 “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 。 ”
那么 ， 类脑计算机的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 。 ”
这里很重要的一点是异步运行 ， 也就是信号来的时候启动 ， 没有信号就不运行 。 类脑芯片的工作原理就类似于生物的神经元行为 ， 通过脉冲传递信号 ， 这样就能实现高度并行 ， 效率提升 。
特点 打造专门操作系统 资源统一调度管理
有了硬件 ， 还得有软件 。 项目研究骨干金孝飞介绍 ， 每颗芯片上有15万个神经元 ， 每4颗芯片做成一块板子 ， 若干块板子再连接起来成为一个模块 。 这台类脑计算机就是这样像搭积木一样搭起来的 。
说起来容易 ， 可要让这么多神经元能够互联并且可拓展 ， 从而实现高效的联动组合 ， 同时要把杂乱无章的信息流有序分配到对应的功能脑区 ， 可没那么简单 。
为此 ， 科研人员专门研发了一个面向类脑计算机的类脑操作系统——达尔文类脑操作系统（DarwinOS） 。
这款达尔文类脑操作系统实现了对异构计算资源的统一调度和管理 ， 为大规模脉冲神经网络计算任务提供运行和服务平台 。
目前 ， 浙江大学与之江实验室的科研人员基于Darwin Mouse类脑计算机已经实现了多种智能任务 。
展望 体积缩小指日可待 还会变得更加智能
1946年诞生的世界第一台计算机重达28吨 ， 运算速度为每秒5000次的加法运算 ， 然而在以后的70多年里 ， 计算机技术飞速发展 。 类脑计算机的发展速度很有可能也会令人惊讶 。
科学家们表示 ， 随着达尔文芯片及其他硬件的不断迭代升级 ， 体积缩小将指日可待 。 未来类脑计算机或将植入手机、机器人 ， 产生新的智能服务体验 。
与硬件上的更新相比 ， 如何让类脑计算机变得更聪明 ， 是科学家们下一步研究的重点 。
目前市面上的传感器输入的信号还是以数字为主 ， 想应用到DarwinMouse类脑计算机上 ， 要加一个编码层 ， 将信号转换为脉冲式的 。 而在这个过程中 ， 信息有丢失和损伤 ， 会在一定程度上降低计算机的功效 。 如果能解决这个问题 ， 类脑计算机就能变得更加智能 。
科学家希望随着神经科学发展和类脑计算机系统软件、工具链及算法的成熟 ， 有朝一日能让类脑计算机通用化 ， 真正像大脑一样高效工作 。 潘纲说:“我们希望能够像生物进化一样 ， 不断让达尔文系列类脑计算机朝着人类智能的方向发展 ， 以超低功耗提供更强的人工智能 。 ”
据人民日报客户端
名词
类脑计算
据介绍 ， 类脑计算指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 。 这是一种颠覆传统计算架构的新型计算模式 ， 被视为解决人工智能等领域计算难题的重要路径之一 。 类脑计算机工作原理类似于生物的神经元行为 ， 信号来时启动 ， 没有信号就不运行 ， 相较于传统计算机能降低能耗、提升效率 。


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