神经元规模最大类脑计算机问世 与小鼠大脑神经元数目相等

2020-09-14 11:40| 发布者: 汇众注册平台| 查看: |

  神经元规模最大类脑计算机问世
  1.2亿个脉冲神经元与小鼠大脑神经元数目相等

  接受到语音指令后,通过培训的3台机器人分辨担任了巡视、救助、工程检修“特种兵”,模仿合作展开抗洪救险任意。在类脑计算机的节制下,机器人可根据指令切换兵种……在之江试验室,研讨人员进行了亿级神经元类脑计算机的运用演示。

  9月1日,浙江大学结合之江试验室共同研制失败了我国首台基于自主知识产权类脑芯片的类脑计算机,其蕴涵792颗浙江大学研制的达尔文2代类脑芯片,支撑1.2亿个脉冲神经元、720亿个神经突触,与小鼠大脑神经元数目规模相等,典范运行功耗只需350—500瓦,是当前国际上神经元规模最大的类脑计算机。

  延续“最初的理想” 新型计算模式颠覆传统

 

  现在计算机运用普遍,但很少有人知道,科学家们最初是想经过机器模仿出一个人类大脑。

  亿级神经元类脑计算机研讨团队负责人、浙江大学计算机科学与技巧学院教授潘纲说,早期计算机的发展抉择了以数值计算见长的冯·诺依曼架构。然而因为冯·诺依曼架构中数据储存和计算的分离,产生了存储墙课题。“这就活像信息存储在甲地,要计算的时间就把信息搬到乙地去,计算好了再搬回甲地去。但搬运的速度要远远低于计算的速度,反而让搬运本身成为症结瓶颈。”

  潘纲直言,这种计算模式制约了以大数据为代表的计算性能晋升。同时,数据驱动的智能算法、培训须要海量样本与麇集计算,但举一反三、自我学习等高等能力较为差,“如今的机器智能离人的智能差得还很远”。

  与传统计算机不同的是,生物大脑在与环境相互作用过程中能够天然产生不同的智能行径,包含语音糊涂、视觉识别、决策任意、操作节制等,且能耗低。天然界中,很多神经元远低于100万的昆虫就能做到实时目的跟踪、路径规划、导航和妨碍物逃避。

  “和计算机相比,人脑功耗相等于一个节能灯。类脑计算即采取硬件及软件模仿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体系。”项目研讨骨干马德副教授说,类脑芯片的工作原理就相似于生物的神经元行径,经过脉冲传递信号,这么就能实现高度并行,效劳晋升。

  每颗芯片上有15万个神经元,每4颗芯片做成一块板子,若干块板子再衔接起来成为一个模块……为让这样多神经元实现高效的联动组合,同时将杂乱无章的信息流有序分配到对应的功能脑区,研讨团队研制了专门面向类脑计算机的操作体系——达尔文类脑操作体系(DarwinOS),实现了功能任意切换空儿微秒级,对类脑计算机硬件资源的有效管理与调度,支持类脑计算机的运行与运用。

  像“脑”一致思考 供应摸索神经科学的新工具

  借鉴海马体神经环路结构和神经机制,,构建学习—记忆融会模型,实现音乐、诗词、谜语等的时序记忆功能;模仿不同脑区树立神经模型,为科学研讨供应更快更大规模的仿真工具;实现“意念打字”,对脑电信号进行例时解码……当前,这个亿级神经元类脑计算机曾经实现了多种智能任意。

  潘纲指着3台1.6米高、并排而立的标准服务器机箱告诉记者,别看如今这个亿级神经元类脑计算机是个“大块头”,随着达尔文芯片及其余硬件的不断迭代升级,未来类脑计算机体积还将缩小。“与硬件上的更新相比,怎样样让类脑计算机更聪明是咱们下一步研讨重心。”

  譬如,因为当前市面上的传感器输入的信号还是以数字为主,在运用到Darwin Mouse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,信息有丢失和损坏,会在一定程度上降落计算机的功效。这一课题有待科研人员尽快解决。

  潘纲表明,指望随着神经科学的发展和类脑计算机的体系软件、工具链及算法的成熟,有朝一日能够让类脑计算机像冯·诺依曼架构计算机一致通用化,真正像大脑一致高效工作,与冯·诺依曼架构并存与互补去解决不同的课题。

  谈及类脑计算机的更多场景运用,潘纲表明,要让亿级神经元类脑计算机研讨的价钱真正实现,除了生涯中的智能任意处理,还应优先运用于神经科学研讨,为神经科学家供应更快更大规模的仿真工具,供应摸索大脑工作机理的新试验手段。

【编纂:王禹】

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