​昌平实验室学术讲座｜施路平教授 类脑计算与感知

2024年07月06日

2024年7月1日，谢晓亮主任主持召开昌平实验室学术讲座，本次讲座邀请到清华大学施路平教授进行了题为“类脑计算与感知”的学术报告，分享了人工通用智能技术的相关研究。

谢晓亮主任主持

施路平教授现任清华大学类脑计算研究中心主任，光盘国家工程研究中心主任，中国神经科学学会类脑智能分会主任，国际认知信息和计算学会会士以及国际光学工程学会会士。施路平教授实验室主要关注信息存储、人工认知存储器、自旋电子学、集成光电子学、纳米工程等，是人工认知存储器的主要开拓者之一。

施路平教授分享报告

讲座背景：

脑科学与类脑研究是相辅相成的两个领域：一方面，脑科学研究的发展能够给计算技术提供架构思路的提示，另一方面，计算技术的高速发展同样能够有助于脑机制和脑疾病的研究。通过搭建连接计算机科学和生物学的桥梁，发展类脑计算和类脑人工通用智能（artificial general intelligence），有望在以ChatGPT与Sora为历程的人工智能的时代中，进一步为研究发展赋予强大的推动力与生产力，并突破传统计算机所面临的算力与能耗瓶颈。类脑计算技术的发展因而成为了国际战略的必争之地。

讲座内容：

类脑计算是国际半导体协会指出的后摩尔时代两个最有前途的新技术之一 (另一是量子计算)。这一技术旨在通过借鉴大脑的结构和功能开发更高效、更强大的计算系统，以及基于这类系统的通用人工智能。现有的类脑计算架构主要偏向两个侧重点，或侧重脑仿真模拟，如英国ARM公司的SpiNNaker等；或侧重智能计算，如美国英特尔公司的Loihi和IBM公司的TrueNorth等。

相比于当下传统的冯诺依曼计算机，类脑计算参考了神经元连接方式以及大脑存算一体的工作方式，具有较好的容错性、灵活性和理论上更低的能耗，在并行、模糊的场景中尤其具有优势。施路平教授团队创造性地采用了异构融合类脑计算架构，将类脑计算与传统冯诺依曼架构相结合，并以此开发了异构融合天机芯片。这一方案融合了通用计算与通用近似，通过脉冲混合全局-局部学习模型，放松了对计算过程和精度的约束、增大了系统设计与优化空间，展现超低功耗特性和高资源利用率，显著提升了计算系统性能，成为国际主流方案。

施教授以团队最新的研究成果“天眸芯”为例，介绍了脑科学启发下的类脑计算研究。这一全新的感知决策控制技术通过将视觉信息拆解为分布式的视觉原语，并行处理、有机组合，形成精度、分辨率、速度等原语优势互补的多通道感知架构，突破了原有条件的相互制约，实现了高精度（10 bit）、每秒10,000帧高速和130dB高动态范围，综合指标（FoM）世界第一。此外，天眸芯在大量极端自动驾驶场景测试中也表现出了鲁棒性和高实用价值，有望解决自动驾驶极端场景感知失效问题。

科研人员提问与交流

施路平教授此次讲座吸引了脑科学及相关领域科学家、科研人员及学生参会。在讲座内容结束后，施路平教授与参会人员就芯片发展的底层构架及大模型的发展前景等方面展开了热烈讨论。

昌平实验室开展学术讲座系列活动，邀请知名学者专家开展专题讲座，努力打造特色化、专业化、品牌化学术交流活动，为打造世界一流生命科学创新高地提供良好学术平台。