浙江大学联合之江实验室成功研制首台自主知识产权类脑计算机

眼刹

９月１日，澎湃新闻（www.thepaper.cn）从浙江大学获悉，浙江大学联合之江实验室共同研制成功了我国首台基于自主知识产权类脑芯片的类脑计算机（Darwin Mouse）。

本文图片均为浙江大学官网 图
这台类脑计算机包含792颗浙江大学研制的达尔文2代类脑芯片，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350-500瓦，同时它也是目前国际上神经元规模最大的类脑计算机。

与此同时，该团队还研制了专门面向类脑计算机的操作系统——达尔文类脑操作系统（DarwinOS），实现对类脑计算机硬件资源的有效管理与调度，支撑类脑计算机的运行与应用。

什么是类脑计算模式？浙江大学计算机学院教授潘纲介绍说，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。”

这款达尔文类脑操作系统面向冯·诺依曼架构与神经拟态架构的混合计算架构，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。项目研究骨干吕攀介绍说：“目前达尔文类脑操作系统的功能任务切换时间达微秒级，可支持亿级类脑硬件资源管理。”

由此，类脑计算机研究的价值真正得以实现——既可以应用于生活中的智能任务处理，也可以应用于神经科学研究，为神经科学家提供更快更大规模的仿真工具，提供探索大脑工作机理的新实验手段。

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。研究者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的协同工作，涉及到语音识别、目标检测、路径规划等多项智能任务的同时处理，以及机器人间的协同。同时，还用类脑计算机模拟了多个不同脑区，建立了丘脑外侧膝状核的神经网络模型，仿真了不同频率闪动的视觉刺激时该脑区神经元的周期性反应；借鉴海马体神经环路结构和神经机制构建了学习-记忆融合模型，实现音乐、诗词、谜语等的时序记忆功能；实现了脑电信号的稳态视觉诱发电位实时解码，可“意念”打字输入。

别看现在的类脑计算机是个“大块头”，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。

当前，类脑计算研究还处于初级阶段，Darwin Mouse类脑计算机，无论从规模还是智能化程度上都与真正的人类大脑还有很大的差距，但其意义在于能够为这种技术路径提供一个重要的实践样例，为研究人员提供一个工具和平台，验证类脑算法，以更强的鲁棒性、实时性和智能化去解决实际的任务。

浙江大学和之江实验室研究员的目标是，希望随着神经科学发展和类脑计算机的系统软件、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样通用化，真正像大脑一样高效工作，与冯·诺依曼架构并存与互补去解决不同的问题。