９月１日，澎湃新聞（m.nxos.com.cn）從浙江大學獲悉，浙江大學聯(lián)合之江實驗室共同研制成功了我國首臺基于自主知識產(chǎn)權(quán)類腦芯片的類腦計算機（Darwin Mouse）。

本文圖片均為浙江大學官網(wǎng) 圖

這臺類腦計算機包含792顆浙江大學研制的達爾文2代類腦芯片，支持1.2億脈沖神經(jīng)元、近千億神經(jīng)突觸，與小鼠大腦神經(jīng)元數(shù)量規(guī)模相當，典型運行功耗只需要350-500瓦，同時它也是目前國際上神經(jīng)元規(guī)模最大的類腦計算機。

與此同時，該團隊還研制了專門面向類腦計算機的操作系統(tǒng)——達爾文類腦操作系統(tǒng)（DarwinOS），實現(xiàn)對類腦計算機硬件資源的有效管理與調(diào)度，支撐類腦計算機的運行與應用。

什么是類腦計算模式？浙江大學計算機學院教授潘綱介紹說，用硬件及軟件模擬大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)與運行機制，構(gòu)造一種全新的人工智能系統(tǒng)，這種顛覆傳統(tǒng)計算架構(gòu)的新型計算模式，就是類腦計算。其特點在于存算一體、事件驅(qū)動、高度并行等，是國際學術(shù)界與工業(yè)界的研究焦點，更是重要的科技戰(zhàn)略，“類腦計算已被看作是解決人工智能等計算難題的重要路徑之一?！?/p>這款達爾文類腦操作系統(tǒng)面向馮·諾依曼架構(gòu)與神經(jīng)擬態(tài)架構(gòu)的混合計算架構(gòu)，實現(xiàn)了對異構(gòu)計算資源的統(tǒng)一調(diào)度和管理，為大規(guī)模脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計算任務(wù)提供運行和服務(wù)平臺。項目研究骨干呂攀介紹說：“目前達爾文類腦操作系統(tǒng)的功能任務(wù)切換時間達微秒級，可支持億級類腦硬件資源管理?！?p>

由此，類腦計算機研究的價值真正得以實現(xiàn)——既可以應用于生活中的智能任務(wù)處理，也可以應用于神經(jīng)科學研究，為神經(jīng)科學家提供更快更大規(guī)模的仿真工具，提供探索大腦工作機理的新實驗手段。

目前，浙江大學與之江實驗室的科研人員基于Darwin Mouse類腦計算機已經(jīng)實現(xiàn)了多種智能任務(wù)。研究者將類腦計算機作為智能中樞，實現(xiàn)抗洪搶險場景下多個機器人的協(xié)同工作，涉及到語音識別、目標檢測、路徑規(guī)劃等多項智能任務(wù)的同時處理，以及機器人間的協(xié)同。同時，還用類腦計算機模擬了多個不同腦區(qū)，建立了丘腦外側(cè)膝狀核的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，仿真了不同頻率閃動的視覺刺激時該腦區(qū)神經(jīng)元的周期性反應；借鑒海馬體神經(jīng)環(huán)路結(jié)構(gòu)和神經(jīng)機制構(gòu)建了學習-記憶融合模型，實現(xiàn)音樂、詩詞、謎語等的時序記憶功能；實現(xiàn)了腦電信號的穩(wěn)態(tài)視覺誘發(fā)電位實時解碼，可“意念”打字輸入。

別看現(xiàn)在的類腦計算機是個“大塊頭”，科學家們表示，隨著達爾文芯片及其他硬件的不斷迭代升級，體積縮小將指日可待。未來類腦計算機或?qū)⒅踩胧謾C、機器人，產(chǎn)生新的智能服務(wù)體驗。

當前，類腦計算研究還處于初級階段，Darwin Mouse類腦計算機，無論從規(guī)模還是智能化程度上都與真正的人類大腦還有很大的差距，但其意義在于能夠為這種技術(shù)路徑提供一個重要的實踐樣例，為研究人員提供一個工具和平臺，驗證類腦算法，以更強的魯棒性、實時性和智能化去解決實際的任務(wù)。

浙江大學和之江實驗室研究員的目標是，希望隨著神經(jīng)科學發(fā)展和類腦計算機的系統(tǒng)軟件、工具鏈及算法的成熟，有朝一日能夠讓類腦計算機像馮·諾依曼架構(gòu)計算機一樣通用化，真正像大腦一樣高效工作，與馮·諾依曼架構(gòu)并存與互補去解決不同的問題。