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模拟人脑人眼,让人工智能更像“人”

2017年04月16日 10:09:51 来源: 解放日报

    人脑虽然在计算速度上不如电脑,但在理解能力、创造能力、性能功耗比等许多方面远超电脑。如何通过模拟人脑,开发出更强大的人工智能系统?这是世界科技前沿的一大研究方向。为了占得先机,上海正在围绕张江综合性国家科学中心建设,组织开展“类脑智能科技行动计划”,一批成果即将产业化。

    “寒武纪”模拟人脑神经元

    随着“阿尔法狗”(AlphaGo)完胜多位人类棋手,以深度学习为核心技术的人工智能在全球炙手可热。不过,“阿尔法狗”的身躯十分庞大,不但使用了约170个图形处理器和1200个中央处理器,还需要海量的机房设备、高昂的运维成本。这限制了人工智能在我们工作、生活中的推广应用。

    能否开发出一款适合深度学习的深度神经元网络处理器,让智能机器的体积大幅缩小,性能不降反升?中科院计算技术研究所的陈云霁、陈天石兄弟给出了世界首创的解答。2016世界互联网大会上,中科院计算技术研究所发布了他俩领衔研发的“寒武纪1A”,这是世界上第一款模拟人脑神经元和突触的深度神经元网络处理器,性能非常强大,每秒可以处理160亿个神经元和超过2万亿个突触,但功耗只有市场上最先进智核芯片的1/10。之所以取名“寒武纪”,是因为生命演化史上有著名的“寒武纪大爆发”,陈氏兄弟希望这款处理器也具有引爆效应,开启人工智能时代。

    建设具有全球影响力的科技创新中心,需要集聚各地一流人才和项目。在临港管委会的推动下,上海寒武纪信息科技有限公司已成立。公司总裁王在博士介绍,他们正在进行机房建设和人员引进。上海高校、科研院所、创新型企业集聚,给了寒武纪广阔的合作空间和产品应用市场。

    目前,寒武纪公司在与多家企业洽谈合作,把“寒武纪1A”用于智能手机、安防监控、可穿戴设备、无人机、智能驾驶等各类终端设备。

       “仿生眼”具备人眼基本功能

    如果把深度神经元网络处理器看作智能机器的大脑,那么机器人的视觉、听觉、语言等功能,也需要实现智能化。中科院上海微系统与信息技术所研究员、爱观视觉创始人张晓林带队发明的仿生眼,与“寒武纪1A”一样,属于全球首创。张晓林兼有工科和医科专业背景,这让他想到了用机器模拟人眼及其相关的人脑结构。与摄像机相比,人眼有很多独特的本领:一是左右眼能自动调节,始终保持一定的位置关系,从而获取立体图像;二是防震,能够在颠簸等环境中获取稳定的图像;三是能对一个物体进行跟踪;四是随意切换对象,想看哪儿就看哪儿。

    经过多年研发,仿生眼已在中科院上海微系统所的实验室诞生。它们都有会动的眼珠,左右眼协同工作,具备人眼的基本功能。记者看到,装有仿生眼的机器人能自行走出实验室,在走廊里避开各种障碍物后返回识别出一张人脸后,眼珠能随着他的移动而转动,始终“盯牢”。

    在此基础上,张晓林团队发明了“全自动3D摄像机”。据介绍,目前的3D视频拍摄需要两台摄像机,拍摄后要做大量后期处理,而拥有仿生眼的“全自动3D 摄像机”能像人眼那样直接采集3D图像,而且拍摄中可随意变焦。这台机器还装有控制盒,模拟人的小脑和脑干功能。

    “人脑的这些部位都参与视觉构建,所以我们要开发与之相仿的控制系统。”张晓林解释说。今后,这种系统可与模拟大脑的系统连在一起。

    除了拍摄3D视频,仿生眼还有许多可大显身手的地方。它已安装在新松双臂机器人身上,将用于工业流水线,能准确地抓取物品。它还有望应用于汽车无人驾驶、无人机导航、虚拟现实(VR)和增强现实(AR)、体育赛事全自动跟拍等领域。(俞陶然)

【纠错】 [责任编辑: 罗沛鹏 ]

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