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大脑般的计算机首次亮相

浙江大学的工程师创造了中国第一台类似于达尔文鼠标的大脑计算机,该计算机可以模拟人脑的工作方式并处理复杂的计算,同时消耗的能量仅是传统超级计算机的一小部分。

尽管该技术仍处于起步阶段,但专家表示,该技术可用于运行大型实时仿真并在化学,医学和神经科学领域取得新发现。它也可以用于彻底改变计算机设计,从而带来更强大,更高效的人工智能。

人脑仅重约1.3公斤,是世界上最紧凑,最高效的超级计算机。根据一项欧洲研究计划“人脑”计划,它每秒执行约1,000万亿次逻辑运算,理论上具有无限的存储空间,并且比20瓦的灯泡使用的功率少。

我们的大脑通过使用约860亿个神经元细胞来实现这些非凡的成就,每个神经元与称为突触的其他神经元形成多达10,000个连接,从而产生凝结和意识。几个世纪以来,科学家一直对大脑的能力着迷,近年来,他们试图在电子设备中复制其进行计算的智能方式。

达尔文鼠标通过同样由浙江大学开发的792枚专门的达尔文II计算机芯片来实现类似大脑的计算,以模拟和支持约1.2亿个神经元和近1000亿个突触。那大约相当于老鼠的大脑中的神经元,但仍比人类大脑的能力低许多数量级。

该大学在一份新闻稿中说,该机器可装满三个1.6米高的标准服务器机箱,仅需350至500瓦功率即可运行。相比之下,世界上最快的超级计算机Fugaku需要大约2830万瓦的功率。

浙江大学党委副书记朱世强上周在新闻发布会上说,达尔文老鼠代表了中国脑式计算技术(也称为神经形态计算)的“重大里程碑成就”。

朱说,研究团队将继续使用国产零件制造更大的神经形态计算机,并开发新软件并升级当前的达尔文OS操作系统。

为了展示其功能,Darwin Mouse被证明能够在洪水救援情况下运行多个小型机器人。机器人作为一个团队工作,同时处理多种智能任务,例如语音识别,目标检测和路径规划。

该大学计算机科学与技术学院的教授潘刚表示,神经形态计算已经成为国际科学和工程界的关注焦点,并且被认为是克服人工智能的主要计算挑战的关键方法之一。

2018年底,英国曼彻斯特大学对其神经形态超级计算机SpiNNaker进行了升级,以容纳一百万个处理器,使其每秒能够执行2万亿次操作。这使机器可以运行超大规模的实时仿真,例如对大脑的各个部分进行建模。

得益于类脑芯片的最新发展,达尔文鼠标使用的处理器明显减少。

中国计算机背后的关键研究人员之一金晓飞说,用于该计算机的达尔文II芯片是去年才问世的。它可以模拟大脑神经网络的结构和功能机制,每个芯片可模拟约15万个神经元。

他说,与传统芯片相比,类脑芯片更擅长处理大量不明确的数据,例如图像识别,视觉和音频理解以及语言处理中常用的数据。

另一个优点是能源成本低。传输信息时,只有接收和处理信号的神经元才会被激活,而其他神经元则保持休眠状态,类似于大脑的工作方式。结果,可以将能耗降低到传统超级计算机的一小部分。

潘说,随着技术的硬件和软件的成熟,类似大脑的计算机可能会进入我们的日常生活。

潘说:“我们希望继续发展达尔文系列神经形态计算机,使其达到人类的智力水平,从而以更少的能源消耗实现更强大的人工智能。”

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