中国芯片登Nature 过程真相详细揭秘！

8月1日，由清华大学精密仪器系石开发的“天空运动”(Sky Movement)这种类似计算芯片的异类大脑驱动的世界首辆“无人自行车”出现在最新一期《自然》杂志的封面上。

石等人发表的论文《面向人工通用智能的异构天机芯片架构》在国内芯片和人工智能两大领域也实现了论文《自然》的零突破。

2015年，第一代“天空运动”问世，体积约110纳米；2017年，该团队开发了第二代“天空运动”芯片，该芯片具有高速、高性能、低功耗的特点，体积已缩小至28纳米。与目前世界先进的IBM TrueNorth芯片相比，功能更齐全，灵活性和可扩展性更好，密度提高了20%，速度提高了至少10倍，带宽提高了至少100倍。

此前，“天极”系列类脑芯片的成果曾在电子器件和计算机体系结构高层会议上报道，并在《智能机器人科学》特刊上报道。为类脑芯片独立开发的学习算法的成果被人工智能高层会议录用。

去年11月，石的团队在计算等脑设备领域取得重要进展，并在《高级材料》上发表论文。这项工作首次报道了忆阻器可以模拟同时存在且独立表达的突触的长短期可塑性，为类脑计算中器件的开发提供了重要思路，有望在类脑计算硬件网络中实现不同时间域的神经动力学过程。

清华大学类脑计算研究中心从脑科学和计算机科学出发，形成了全链软硬件协同研发、从原始材料和器件到系统集成和芯片研发的综合研发的特点，致力于通用人工智能的类脑计算实现。

现在，研究人员已经用自动自行车系统验证了这种混合芯片的处理能力。这是一个异构可扩展的人工通用智能开发演示平台，使用一个天体芯片演示自行车的自平衡、动态感知、目标检测、跟踪、自动避障、越障、语音理解、自主决策等功能。

石教授说，“类脑”并不是“模仿大脑”，也没有必要模仿人脑的一切。“我们做的是类脑，借鉴了脑科学的基本原理，浓缩了一些指导计算架构发展的新规律。”石对说道。在此基础上，团队提出了一种新的符合脑科学基本规律的类脑计算架构——天机类脑计算芯片架构的异构融合，可以同时运行大多数面向计算机科学和神经科学的神经网络模型。

“这只是一个非常初步的研究，但这项研究可能会推动人工通用智能计算平台的进一步发展。”石对说道。

宾夕法尼亚大学计算机科学教授时剑波告诉《第一财经记者》:“这种特殊的处理器可以将深度学习的算法与人脑的算法结合起来。人脑的设计基于脉冲神经网络。清华的团队用数字计算机模拟脉冲神经网络。”他还说，脉冲神经网络可以受益于“无人学习”，即没有人类标记的学习，但清华团队的论文还没有表现出这种水平。“无人学习是一个非常重要的科学课题，这意味着它将模拟人脑的学习。

寒武纪首席执行官陈也评论这篇论文:“它在学术上是创新的。”这意味着仍有进一步应用场景的空间。

据报道，除了自行车之外，这种类似大脑的计算芯片的相关技术可以直接扩展到自主驾驶、无人机和智能机器人等应用中。

“天空运动”的营销将由凌西科技承担。凌西科技由“天极”团队于去年成立，获得天使轮融资，投资者来自中国资本基金会、优先股资本、清华控股等。

脑科学的研究机制是认知科学的重要组成部分，机器理解和计算一直是人工智能领域的主要研究内容。目前，不仅清华大学的团队，包括复旦大学在内的许多大学都在开发类似大脑的计算来支持人工通用智能。

7月30日，投资4亿元成立的复旦张江脑成像中心在上海揭牌。该中心致力于开发先进的成像和多模态大脑定量技术，探索大脑功能、结构、代谢等信号，揭示大脑信息的产生和处理。机制，探索大脑发育和衰老的过程，以及脑部疾病的早期筛查和预后；建立脑数据采集和预处理标准，拓展脑和类脑科学的基础生物学研究。

同时，该中心依托复旦大学类脑智能科技研究院，整合了几个最大的国际脑数据库，构建了最大的国际多病多模态脑科学数据库，开发了一系列国际领先的类脑智能算法。