9月1日，浙江大學(xué)與之江實(shí)驗(yàn)室共同發(fā)布了我國首臺基于自主知識產(chǎn)權(quán)類腦芯片的類腦計(jì)算機(jī)Darwin Mouse。

Darwin Mouse包含792顆浙江大學(xué)研制的達(dá)爾文2代類腦芯片，支持1.2億脈沖神經(jīng)元、近千億神經(jīng)突觸，與小鼠大腦神經(jīng)元數(shù)量規(guī)模相當(dāng)。相比傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)的高能耗問題，它的典型運(yùn)行功耗只需要350至500瓦。

目前它是全球神經(jīng)元規(guī)模最大的類腦計(jì)算機(jī)，這一成果也標(biāo)志著我國類腦計(jì)算技術(shù)發(fā)展迎來新的里程碑。

讓機(jī)器無限模仿人類，模擬大腦的機(jī)制和結(jié)構(gòu)是人工智能最重要的發(fā)展方向，因此在計(jì)算機(jī)發(fā)展方向上，借鑒人腦信息處理方式，來打破“馮·諾依曼架構(gòu)”就是大勢所趨。

在傳統(tǒng)構(gòu)架中，計(jì)算模塊和存儲單元相互分離，CPU在執(zhí)行命令時(shí)必須先從存儲單元中讀取數(shù)據(jù)，處理能力明顯受限。

因此科學(xué)家們將目光聚焦在人類大腦，希望仿真、模擬和學(xué)習(xí)借鑒人腦的神經(jīng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和信息處理過程，構(gòu)建出實(shí)現(xiàn)高能效與高智能水平的計(jì)算系統(tǒng)：類腦計(jì)算機(jī)。

Darwin Mouse研究團(tuán)隊(duì)Darwin Mouse與它的大腦

類腦計(jì)算機(jī)Darwin Mouse目前還是“大塊頭”，它高1.6米，由3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)器機(jī)箱組成，從外觀看來，紅色信號燈閃爍不停。

它的體內(nèi)有792顆我國自主產(chǎn)權(quán)的達(dá)爾文2代類腦計(jì)算芯片，每顆芯片上有15萬個(gè)神經(jīng)元，每4顆芯片為一組做成一塊板子，若干塊板子連接成一個(gè)模塊，然后這些模塊像搭積木一樣組建成類腦計(jì)算系統(tǒng)。

類腦計(jì)算機(jī)Darwin Mouse

為什么說它“類腦”，項(xiàng)目研究骨干馬德副教授解釋道，大腦神經(jīng)元的工作機(jī)理是鉀離子鈉離子的流入流出導(dǎo)致細(xì)胞膜電壓變化，從而實(shí)現(xiàn)信息傳遞。類腦計(jì)算機(jī)芯片的運(yùn)作原理就類似這種生物的神經(jīng)元行為，通過脈沖傳遞信號，這樣就能實(shí)現(xiàn)高度并行，效率提升。

當(dāng)然，要實(shí)現(xiàn)這么多神經(jīng)元的高效聯(lián)動組合，同時(shí)把雜亂無章的信息流有序分配到對應(yīng)的功能腦區(qū)，還需要一個(gè)管理中樞。為此科研人員專為Darwin Mouse研發(fā)了類腦操作系統(tǒng)：DarwinOS。

這個(gè)“大腦中樞”用以實(shí)現(xiàn)對類腦計(jì)算機(jī)硬件資源的有效管理與調(diào)度，支撐類腦計(jì)算機(jī)的運(yùn)行與應(yīng)用。據(jù)悉這款達(dá)爾文類腦操作系統(tǒng)的功能任務(wù)切換時(shí)間達(dá)微秒級，可支持億級類腦硬件資源管理，既可以應(yīng)用于生活中的智能任務(wù)處理，也可以應(yīng)用于神經(jīng)科學(xué)研究。

Darwin Mouse的類神經(jīng)元芯片Darwin Mouse像大腦一樣“思考”

讓計(jì)算機(jī)擁有人類大腦的思考能力，是提升其智能水平的重要方向。目前Darwin Mouse類腦計(jì)算機(jī)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了多種智能任務(wù)。

比如研究者將類腦計(jì)算機(jī)作為智能中樞，實(shí)現(xiàn)抗洪搶險(xiǎn)場景下多個(gè)機(jī)器人的協(xié)同工作。通過演示視頻，我們能看到，通過類腦計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，3臺機(jī)器人分工明確開展抗洪搶險(xiǎn)任務(wù)：1號通過自帶攝像頭巡邏，發(fā)現(xiàn)險(xiǎn)情呼叫3號修理大壩，遇到人體模型呼叫2號救援。

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三臺機(jī)器人搶險(xiǎn) 來源：中國藍(lán)新聞

整個(gè)過程涉及到語音識別、目標(biāo)檢測、路徑規(guī)劃等多項(xiàng)智能任務(wù)的同時(shí)處理，以及機(jī)器人間的協(xié)同。

研究人員表示，從表面上看整場任務(wù)普通機(jī)器人也能實(shí)現(xiàn)，但實(shí)際上它最大的不同在于三個(gè)機(jī)器人是在類腦計(jì)算機(jī)的控制下通過語音開展移動指令，并接受任務(wù)分配的，它們通過不同的腦區(qū)來操控，功能可隨機(jī)應(yīng)變。

除此之外，Darwin Mouse還通過模擬多個(gè)不同腦區(qū)，建立了丘腦外側(cè)膝狀核的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，仿真不同頻率閃動的視覺刺激時(shí)該腦區(qū)神經(jīng)元的周期性反應(yīng)；借鑒海馬體神經(jīng)環(huán)路結(jié)構(gòu)和神經(jīng)機(jī)制構(gòu)建了學(xué)習(xí)-記憶融合模型，實(shí)現(xiàn)音樂、詩詞、謎語等的時(shí)序記憶功能；甚至還有通過腦電信號的穩(wěn)態(tài)視覺誘發(fā)電位實(shí)時(shí)解碼，可“意念”打字輸入。

Darwin Mouse演示意念打字

最有趣的一項(xiàng)智能任務(wù)還是研究人員給Darwin Mouse唱一首歌其中的兩句，然后它接棒把后續(xù)的內(nèi)容唱出來。這并非靠檢索功能實(shí)現(xiàn)，而是模擬海馬體的記憶-學(xué)習(xí)功能，實(shí)現(xiàn)類人類大腦的運(yùn)轉(zhuǎn)過程。

目前Darwin Mouse距離真正的人腦無論規(guī)模還是智能化程度都還很遠(yuǎn)，可以說它的開發(fā)還處于初級階段。

科研人員的下一階段目標(biāo)是將它變的更“聰明”，當(dāng)然他們的的終極目標(biāo)是希望類腦計(jì)算機(jī)達(dá)到真正大腦一樣的高速工作，以超低功耗提供更強(qiáng)的人工智能，與馮·諾依曼架構(gòu)并存與互補(bǔ)去解決不同的問題。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的用计算机模仿大脑,用计算机复刻大脑的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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