點贊中國科技力量：世界首款類腦互補(bǔ)視覺芯片研制成功

在當(dāng)今科技飛速發(fā)展的時代浪潮中，芯片技術(shù)始終處于前沿陣地，不斷推動著各個領(lǐng)域的革新。自 2019 年清華大學(xué)精密儀器系類腦計算研究團(tuán)隊一鳴驚人，發(fā)布全球首款異構(gòu)融合類腦芯片“天機(jī)芯”后，他們并未停下探索的腳步，而是繼續(xù)深耕類腦領(lǐng)域，向著更高的山峰攀登。近日，這支科研勁旅在類腦視覺感知芯片領(lǐng)域再度斬獲重大突破——成功研制出世界首款類腦互補(bǔ)視覺芯片“天眸芯”。這一斐然成果宛如一顆璀璨星辰，閃耀在科技蒼穹之上，瞬間吸引了全球目光。5 月 30 日，相關(guān)研究成果更是憑借其卓越的創(chuàng)新性與前瞻性，以封面文章的形式榮登國際頂級學(xué)術(shù)期刊《自然》雜志，向全世界宣告了中國科研團(tuán)隊在類腦芯片研究道路上的堅實步伐與輝煌成就。

隨著科技的深度滲透，智能系統(tǒng)在我們的生活中扮演著日益重要的角色，從自動駕駛汽車穿梭于城市街道，到智能安防系統(tǒng)守護(hù)著每一寸空間，智能設(shè)備無處不在。然而，這些智能系統(tǒng)面臨的挑戰(zhàn)也接踵而至。論文通訊作者、清華大學(xué)精密儀器系教授施路平深刻指出，在復(fù)雜多變的開放世界里，智能系統(tǒng)宛如一位肩負(fù)重任的勇士，不僅要面對如潮水般涌來的龐大數(shù)據(jù)量，還得隨時準(zhǔn)備應(yīng)對各種極端場景的嚴(yán)峻考驗。

以駕駛場景為例，這是一個動態(tài)且充滿不確定性的環(huán)境。想象一下，當(dāng)車輛在道路上疾馳，突然前方竄出一只小動物，或是道路旁的建筑遮擋導(dǎo)致視線短暫受阻，又或是駛?cè)胨淼揽跁r遭遇劇烈的光線變化，從明亮的戶外瞬間進(jìn)入相對昏暗的隧道內(nèi)部，以及夜間行車時被強(qiáng)閃光干擾，這些突發(fā)狀況對于駕駛員來說都是極大的挑戰(zhàn)，對于依賴視覺感知的智能駕駛系統(tǒng)而言，更是一場艱難的“大考”。而傳統(tǒng)視覺感知芯片在這類復(fù)雜場景下，往往顯得力不從心，會出現(xiàn)圖像失真，致使駕駛員或智能系統(tǒng)無法準(zhǔn)確判斷前方物體的形態(tài)；或是直接失效，關(guān)鍵時刻掉鏈子，讓系統(tǒng)陷入“失明”狀態(tài)；還有高延遲問題，當(dāng)危險近在眼前，系統(tǒng)卻因反應(yīng)遲緩而錯過最佳應(yīng)對時機(jī)。這些弊端嚴(yán)重限制了智能系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性，成為智能科技進(jìn)一步發(fā)展的“絆腳石”。

為了攻克這些棘手難題，清華大學(xué)的研究團(tuán)隊將目光聚焦于類腦視覺感知芯片技術(shù)這片尚未被完全開墾的“處女地”，開啟了一場艱苦卓絕的科研探索之旅。經(jīng)過無數(shù)次的實驗、論證與優(yōu)化，他們創(chuàng)新性地提出了一種基于視覺原語的互補(bǔ)雙通路類腦視覺感知新范式。

“這一范式的靈感來源于大自然賦予人類的神奇視覺系統(tǒng)。”施路平教授滿懷激情地介紹道，人類的視覺系統(tǒng)經(jīng)過漫長的進(jìn)化，已然成為一套精妙絕倫的信息處理機(jī)制。研究團(tuán)隊深入剖析這一機(jī)制，借鑒其基本原理，將開放世界中紛繁復(fù)雜的視覺信息進(jìn)行拆解，如同拆解一臺精密的機(jī)器，把它們轉(zhuǎn)化為基于視覺原語的信息表示。這些視覺原語就像是構(gòu)建視覺大廈的基石，每一塊都蘊(yùn)含著獨特的信息特征。而后，通過巧妙地有機(jī)組合這些原語，模仿人類視覺系統(tǒng)的工作特征，成功構(gòu)建出兩條優(yōu)勢互補(bǔ)、信息完備的視覺感知通路。

這兩條通路宛如并肩作戰(zhàn)的親密戰(zhàn)友，各司其職又協(xié)同配合。一條通路側(cè)重于對快速變化、細(xì)節(jié)豐富的視覺信息進(jìn)行高效捕捉與處理，能夠在瞬間鎖定目標(biāo)物體的動態(tài)變化，不放過任何一個細(xì)微動作，就像一位眼疾手快的偵察兵；另一條通路則聚焦于對整體場景、宏觀態(tài)勢的感知與把握，它能夠從全局視角出發(fā)，判斷物體之間的相對位置關(guān)系、環(huán)境的整體布局，如同一位高瞻遠(yuǎn)矚的指揮官。當(dāng)面對極端場景時，兩條通路迅速聯(lián)動，互補(bǔ)短板，確保視覺信息的全面、準(zhǔn)確獲取。

基于這一創(chuàng)新性的類腦視覺感知新范式，團(tuán)隊精心研制出的“天眸芯”芯片橫空出世。這款芯片宛如一顆擁有“智慧大腦”的視覺核心，不僅成功突破了傳統(tǒng)視覺感知范式長期以來的性能瓶頸，如同打破了禁錮科技發(fā)展的枷鎖，而且在各種極端場景下都能展現(xiàn)出卓越的應(yīng)對能力，為智能系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行和安全保障筑牢了根基。

無論是在光線瞬息萬變的自動駕駛場景中，“天眸芯”都能快速適應(yīng)光線變化，精準(zhǔn)識別道路標(biāo)識、車輛和行人，為自動駕駛決策提供可靠依據(jù)；還是在智能安防領(lǐng)域，面對夜間復(fù)雜光線環(huán)境下的潛在威脅，它能夠敏銳察覺異常動靜，及時發(fā)出預(yù)警，守護(hù)一方平安；又或是在工業(yè)檢測環(huán)節(jié)，對于高精度零部件的細(xì)微瑕疵，它也能憑借出色的視覺感知能力，助力企業(yè)嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)?！疤祉尽钡恼Q生，無疑為類腦芯片技術(shù)的應(yīng)用拓展打開了一扇廣闊的大門，讓我們看到了智能科技更加美好的未來前景。隨著后續(xù)研究的深入推進(jìn)與廣泛應(yīng)用落地，相信它將在更多領(lǐng)域掀起科技變革的浪潮，推動人類社會向著智能化、高效化大步邁進(jìn)。