人腦雖然在計算速度上不如電腦，但在理解能力、創(chuàng)造能力、性能功耗比等許多方面遠超電腦。如何通過模擬人腦，開發(fā)出更強大的人工智能系統(tǒng)？這是世界科技前沿的一大研究方向。為了占得先機，上海正在圍繞張江綜合性國家科學(xué)中心建設(shè)，組織開展“類腦智能科技行動計劃”，一批成果即將產(chǎn)業(yè)化。

“寒武紀”模擬人腦神經(jīng)元

隨著“阿爾法狗”（AlphaGo）完勝多位人類棋手，以深度學(xué)習(xí)為核心技術(shù)的人工智能在全球炙手可熱。不過，“阿爾法狗”的身軀十分龐大，不但使用了約170個圖形處理器和1200個中央處理器，還需要海量的機房設(shè)備、高昂的運維成本。這限制了人工智能在我們工作、生活中的推廣應(yīng)用。

能否開發(fā)出一款適合深度學(xué)習(xí)的深度神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)處理器，讓智能機器的體積大幅縮小，性能不降反升？中科院計算技術(shù)研究所的陳云霽、陳天石兄弟給出了世界首創(chuàng)的解答。2016世界互聯(lián)網(wǎng)大會上，中科院計算技術(shù)研究所發(fā)布了他倆領(lǐng)銜研發(fā)的“寒武紀1A”，這是世界上第一款模擬人腦神經(jīng)元和突觸的深度神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)處理器，性能非常強大，每秒可以處理160億個神經(jīng)元和超過2萬億個突觸，但功耗只有市場上最先進智核芯片的1/10。之所以取名“寒武紀”，是因為生命演化史上有著名的“寒武紀大爆發(fā)”，陳氏兄弟希望這款處理器也具有引爆效應(yīng)，開啟人工智能時代。

建設(shè)具有全球影響力的科技創(chuàng)新中心，需要集聚各地一流人才和項目。在臨港管委會的推動下，上海寒武紀信息科技有限公司已成立。公司總裁王在博士介紹，他們正在進行機房建設(shè)和人員引進。上海高校、科研院所、創(chuàng)新型企業(yè)集聚，給了寒武紀廣闊的合作空間和產(chǎn)品應(yīng)用市場。

目前，寒武紀公司在與多家企業(yè)洽談合作，把“寒武紀1A”用于智能手機、安防監(jiān)控、可穿戴設(shè)備、無人機、智能駕駛等各類終端設(shè)備。

“仿生眼”具備人眼基本功能

如果把深度神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)處理器看作智能機器的大腦，那么機器人的視覺、聽覺、語言等功能，也需要實現(xiàn)智能化。中科院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)所研究員、愛觀視覺創(chuàng)始人張曉林帶隊發(fā)明的仿生眼，與“寒武紀1A”一樣，屬于全球首創(chuàng)。張曉林兼有工科和醫(yī)科專業(yè)背景，這讓他想到了用機器模擬人眼及其相關(guān)的人腦結(jié)構(gòu)。與攝像機相比，人眼有很多獨特的本領(lǐng)：一是左右眼能自動調(diào)節(jié)，始終保持一定的位置關(guān)系，從而獲取立體圖像；二是防震，能夠在顛簸等環(huán)境中獲取穩(wěn)定的圖像；三是能對一個物體進行跟蹤；四是隨意切換對象，想看哪兒就看哪兒。

經(jīng)過多年研發(fā)，仿生眼已在中科院上海微系統(tǒng)所的實驗室誕生。它們都有會動的眼珠，左右眼協(xié)同工作，具備人眼的基本功能。記者看到，裝有仿生眼的機器人能自行走出實驗室，在走廊里避開各種障礙物后返回；識別出一張人臉后，眼珠能隨著他的移動而轉(zhuǎn)動，始終“盯牢”。

在此基礎(chǔ)上，張曉林團隊發(fā)明了“全自動3D攝像機”。據(jù)介紹，目前的3D視頻拍攝需要兩臺攝像機，拍攝后要做大量后期處理，而擁有仿生眼的“全自動3D攝像機”能像人眼那樣直接采集3D圖像，而且拍攝中可隨意變焦。這臺機器還裝有控制盒，模擬人的小腦和腦干功能。

“人腦的這些部位都參與視覺構(gòu)建，所以我們要開發(fā)與之相仿的控制系統(tǒng)?！睆垥粤纸忉屨f。今后，這種系統(tǒng)可與模擬大腦的系統(tǒng)連在一起。

除了拍攝3D視頻，仿生眼還有許多可大顯身手的地方。它已安裝在新松雙臂機器人身上，將用于工業(yè)流水線，能準確地抓取物品。它還有望應(yīng)用于汽車無人駕駛、無人機導(dǎo)航、虛擬現(xiàn)實（VR）和增強現(xiàn)實（AR）、體育賽事全自動跟拍等領(lǐng)域。

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