中國造“天機芯”有何“天機”？

文／史 詩 綜合

最近在清華大學校園里，最近出現了一輛奇特的自行車：它好像一只乖巧的寵物狗，不僅能根據指令拐彎、加速，還會自動繞開障礙物、跟著主人跑。

驅動自行車的，正是中國科學家研制成功面向人工通用智能的新型類腦計算芯片——“天機芯”，并成功在無人駕駛自行車上進行了實驗，引起高度關注。

國際權威期刊《自然》雜志以封面文章形式發表了清華大學類腦計算研究中心施路平教授團隊的相關論文。此舉帶來的直接意義是，不僅讓世界看到了我國在芯片領域的實力，更實現了中國在芯片和人工智能兩大領域《自然》論文零的突破。

“天機芯”是一款新型人工智能芯片，采用28納米工藝制成，整個芯片尺寸為3.8×3.8mm2，由156個計算單元（Fcore）組成，包含約40000個神經元和1000萬個突觸。它能夠把人工通用智能的兩個主要研究方向，即基于計算機科學和基于神經科學這兩種方法，集成到一個平臺，可以同時支持機器學習算法和現有類腦計算算法。

“類腦計算芯片”是借鑒人腦的信息處理機制發展的新型計算芯片。“就像人類大腦中的神經元，一個神經元能連接上千個神經元，能夠實時傳遞脈沖信號，保持豐富的編碼機制。”施路平說，“這些是我們研發‘天機芯’的重要參照。”

研究人員在一輛無人駕駛自行車上驗證了這一芯片的能力。搭載“天機芯”的自行車，實現了實時視覺目標探測、目標追蹤、自動過障和避障、自適應姿態控制、語音理解控制、自主決策等功能。

“原則上，人工通用智能平臺可以執行人類能夠完成的所有任務，但這是一個長遠的目標。”施路平說，這需要讓芯片能夠識別、處理各種不同來源的信息，就好比在芯片上建起一座“巴別塔”，讓不同種類的機器“語言”在這里找到能相互理解、溝通的“世界語”。

此外，研究小組還指出，“通過隨機將新變量實時引入環境中可以產生高時空復雜性，例如不同的道路條件、噪聲、天氣因素、多種語言、更多人等等。通過探索允許適應這些環境變化的解決方案，可以檢查對AGI至關重要的問題—例如概括，穩健性和自主學習。

美國《麻省理工學院技術評論》就此發表文章說，“天機芯”芯片成功在無人駕駛自行車上進行實驗，顯示了中國在芯片領域日益增長的專業能力，以及旨在優化人工智能算法的全新芯片設計方法的價值。文章說，中國科研人員展示了研制專業人工智能芯片的能力，體現了中國在提升自身芯片設計能力方面的重大進展。

美國《紐約時報》刊文表示，配備了人工智能芯片后，這可能是“最接近自主思考的無人駕駛自行車”。文章說，這一項目使用新型芯片實現更高水平的人工智能，希望這樣的芯片能在未來幫助實現當前無法做到的機器自動化水平。

美國知名研究機構斯克里普斯研究所的專家埃里克·托波爾表示，“天機芯”的研發及其在無人駕駛自行車上的實驗，成功展示了這種結合機器學習和類腦算法的混合設計，標志著人工智能發展進程中的重要時刻。

據報道，“天機芯”第一代、第二代產品分別于2015年、2017年研制成功。經過不斷改進設計，目前的第二代“天機芯”具有高速、高性能、低功耗的特點。

“未來‘天機芯’的發展方向，是為人工通用智能的研究提供更高能效、高速、靈活的計算平臺，還可用于多種應用開發，促進人工通用智能研究，賦能各行各業。”施路平說。