世界首款！清華大學晶片取得突破

近日，清華大學在類腦視覺感知晶片領域取得重要突破

清華大學依托精密儀器系的類腦計算研究中心施路平教授團隊，提出一種基於視覺原語的互補雙通路類腦視覺感知新範式，研製出世界首款類腦互補視覺晶片「天眸芯」。基於此研究成果的論文《面向開放世界感知、具有互補通路的視覺晶片》（A Vision Chip with Complementary Pathways for Open-world Sensing）作為封面文章，登上5月30日的《自然》雜誌。

這是該團隊繼異構融合類腦計算「天機芯」後第二次登上《自然》 雜誌封面，標誌著在類腦計算和類腦感知兩個方向上均取得重要突破。

這項成果與我們的日常生活有哪些關係？據介紹，隨著人工智慧的快速發展，無人駕駛和具身智慧等無人系統在現實社會中不斷推廣應用，其中，視覺感知作為獲取資訊的關鍵途徑，發揮著至關重要的作用。然而，在複雜多變且不可預測的環境中，實現高效、精確且穩健的視覺感知仍然是一個艱鉅的挑戰。

在開放世界中，智慧系統不僅要處理龐大的資料量，還需要應付各種極端事件，如駕駛中的突發危險、隧道口的劇烈光線變化、夜間強閃光幹擾等。傳統視覺感知晶片由於受到「功耗牆」和「頻寬牆」的限制，在應對這些場景時往往面臨失真、失效或高延遲的問題，嚴重影響系統的穩定性和安全性。

為了克服這些挑戰，清華大學精密儀器系類腦運算研究團隊聚焦類腦視覺感知晶片技術，提出了一種基於視覺原語的互補雙通路類腦視覺感知新典範。這個範式借鑒了人類視覺系統的基本原理，將開放世界的視覺訊息拆解為基於視覺原語的訊息表示，並透過有機組合這些原語，模仿人視覺系統的特徵，形成兩條優勢互補、訊息完整的視覺感知通路。

基於這個新範式，團隊進一步研製出了世界首款類腦互補視覺晶片“天眸芯”，在極低的頻寬和功耗代價下，實現了每秒10000幀的高速、10bit的高精度、 130dB的高動態範圍的視覺資訊收集，不僅突破了傳統視覺感知範式的性能瓶頸，而且能夠高效應對各種極端場景，確保系統的穩定性和安全性。

基於“天眸芯”，團隊還自主研發了高性能軟體和演算法，並在開放環境車載平台上進行了性能驗證。在多種極端場景下，該系統實現了低延遲、高效能的即時感知推理，展現了其在智慧無人系統領域的巨大應用潛力。

據悉，論文通訊作者為清華大學精密儀器系施路平教授、趙蓉教授。研究團隊表示，「天眸芯」的成功發展為自動駕駛、具身智慧等重要應用開闢了新的道路。結合團隊在類腦運算晶片「天機芯」、類腦軟體工具鍊和類腦機器人等方面已應用落地的技術積累，「天眸芯」的加入將進一步完善類腦智能生態，有力推動人工通用智能的發展。(中國經濟網)