中国造“天机芯”有何“天机”？

文／史 诗 综合

最近在清华大学校园里，最近出现了一辆奇特的自行车：它好像一只乖巧的宠物狗，不仅能根据指令拐弯、加速，还会自动绕开障碍物、跟着主人跑。

驱动自行车的，正是中国科学家研制成功面向人工通用智能的新型类脑计算芯片——“天机芯”，并成功在无人驾驶自行车上进行了实验，引起高度关注。

国际权威期刊《自然》杂志以封面文章形式发表了清华大学类脑计算研究中心施路平教授团队的相关论文。此举带来的直接意义是，不仅让世界看到了我国在芯片领域的实力，更实现了中国在芯片和人工智能两大领域《自然》论文零的突破。

“天机芯”是一款新型人工智能芯片，采用28纳米工艺制成，整个芯片尺寸为3.8×3.8mm2，由156个计算单元（Fcore）组成，包含约40000个神经元和1000万个突触。它能够把人工通用智能的两个主要研究方向，即基于计算机科学和基于神经科学这两种方法，集成到一个平台，可以同时支持机器学习算法和现有类脑计算算法。

“类脑计算芯片”是借鉴人脑的信息处理机制发展的新型计算芯片。“就像人类大脑中的神经元，一个神经元能连接上千个神经元，能够实时传递脉冲信号，保持丰富的编码机制。”施路平说，“这些是我们研发‘天机芯’的重要参照。”

研究人员在一辆无人驾驶自行车上验证了这一芯片的能力。搭载“天机芯”的自行车，实现了实时视觉目标探测、目标追踪、自动过障和避障、自适应姿态控制、语音理解控制、自主决策等功能。

“原则上，人工通用智能平台可以执行人类能够完成的所有任务，但这是一个长远的目标。”施路平说，这需要让芯片能够识别、处理各种不同来源的信息，就好比在芯片上建起一座“巴别塔”，让不同种类的机器“语言”在这里找到能相互理解、沟通的“世界语”。

此外，研究小组还指出，“通过随机将新变量实时引入环境中可以产生高时空复杂性，例如不同的道路条件、噪声、天气因素、多种语言、更多人等等。通过探索允许适应这些环境变化的解决方案，可以检查对AGI至关重要的问题—例如概括，稳健性和自主学习。

美国《麻省理工学院技术评论》就此发表文章说，“天机芯”芯片成功在无人驾驶自行车上进行实验，显示了中国在芯片领域日益增长的专业能力，以及旨在优化人工智能算法的全新芯片设计方法的价值。文章说，中国科研人员展示了研制专业人工智能芯片的能力，体现了中国在提升自身芯片设计能力方面的重大进展。

美国《纽约时报》刊文表示，配备了人工智能芯片后，这可能是“最接近自主思考的无人驾驶自行车”。文章说，这一项目使用新型芯片实现更高水平的人工智能，希望这样的芯片能在未来帮助实现当前无法做到的机器自动化水平。

美国知名研究机构斯克里普斯研究所的专家埃里克·托波尔表示，“天机芯”的研发及其在无人驾驶自行车上的实验，成功展示了这种结合机器学习和类脑算法的混合设计，标志着人工智能发展进程中的重要时刻。

据报道，“天机芯”第一代、第二代产品分别于2015年、2017年研制成功。经过不断改进设计，目前的第二代“天机芯”具有高速、高性能、低功耗的特点。

“未来‘天机芯’的发展方向，是为人工通用智能的研究提供更高能效、高速、灵活的计算平台，还可用于多种应用开发，促进人工通用智能研究，赋能各行各业。”施路平说。