看！自行车真的“自行”起来了！清华这项成果登上《自然》

指甲盖大小的芯片，是世界上首款面向人工通用智能的异构融合类脑计算芯片，名为“天机芯”，它由清华大学类脑计算研究中心施路平教授团队打造，既可支持脉冲神经网络，又可支持人工神经网路。

今天，基于该成果的论文，作为封面文章登上国际知名学术期刊《自然》，实现中国在芯片和人工智能两大领域《自然》论文零的突破。

本期《自然》封面图

突破：世界首款异构融合类脑芯片

人工智能技术的迅猛发展，使人们在多个领域实现前所未有的突破。

当前，人工智能芯片主要有两大主流方向，一方面是深度学习加速器 ，可支持人工神经网络，另一方面是类脑芯片，主要支持脉冲神经网络。

由于算法和模型的差别，目前人工智能芯片均只支持人工神经网络或者脉冲神经网络，难以发挥计算机和神经科学两个领域的交叉优势。

清华大学类脑计算研究中心借鉴脑科学的基本原理，提出兼顾人工神经网络和脉冲神经网络各自特点的异构融合类脑计算架构，设计出异构融合类脑芯片“天机芯”。它既可支持仿脑的脉冲神经网络，又可支持由计算机科学发展而来的人工神经网络，具有高速度、高性能、低功耗的特点。

天机异构融合类脑计算架构

特点：高速度、高性能、低功耗

在2015年发展的第一代“天机芯”基础上，2017年第二代“天机芯”问世，经过不断改进设计，具有高速度、高性能、低功耗的特点。相比于当前世界先进的IBM的TrueNorth芯片，第二代“天机芯”功能更全、灵活性和扩展性更好，密度提升20%，速度提高至少10倍，带宽提高至少100倍。

值得一提的是，“天机芯”通过资源复用，只需百分之三的额外面积开销，即可同时高效运行计算机科学和神经科学导向的绝大多数神经网络模型，支持异构网络的混合建模，形成浑然一体的空域和时空域协调调度系统。

天机芯片单片（左）和5x5阵列扩展板（右）

应用：让无人驾驶自行车成为现实

据介绍，“天机芯”的工艺级别达到28纳米，集成千万级神经元突触，建立探索人工通用智能的验证平台。在今年5月18日，清华推出的人工智能与教育展上，记者已通过视频见识了这款芯片的功能，视频中， 一辆自行车正在清华东操进行无人驾驶，其车座上的智能控制平台上就嵌入“天机芯”， 可实现自平衡、目标探测跟踪、自动避障、语音理解控制、自主决策等功能。

此外，基于“天机芯”，清华类脑计算中心还自主研发出第一代类脑计算软件工具链，可支持从深度学习框架到“天机芯”的自动映射和编译，并利用类脑自动行驶自行车建立一个异构可扩展人工通用智能开发演示平台。

自动行驶自行车演示平台

清华研究人员表示，上述研究成果为学界提供了一个发展人工通用智能的平台和思路，将能促进人工通用智能研究，从而赋能各行各业。目前，“天机芯”正在通过北京灵汐科技有限公司展开进一步开发。

北京日报客户端记者 任敏

视频剪辑：王雅贤

监制：王然

编辑：姜晶晶