我國科學(xué)家成功研制全球神經(jīng)元規模最大的類(lèi)腦計算機：可“意念”打字輸入

從浙江大學(xué)官方獲悉，近日，浙江大學(xué)聯(lián)合之江實(shí)驗室共同研制成功了我國首臺基于自主知識產(chǎn)權類(lèi)腦芯片的類(lèi)腦計算機（Darwin Mouse）。

據介紹，這臺類(lèi)腦計算機包含792顆浙江大學(xué)研制的達爾文2代類(lèi)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)元數量規模相當，典型運行功耗只需要350-500瓦，同時(shí)它也是目前國際上神經(jīng)元規模最大的類(lèi)腦計算機。

與此同時(shí)，團隊還研制了專(zhuān)門(mén)面向類(lèi)腦計算機的操作系統——達爾文類(lèi)腦操作系統（DarwinOS），實(shí)現對類(lèi)腦計算機硬件資源的有效管理與調度，支撐類(lèi)腦計算機的運行與應用。

目前的計算機都采用以數值計算見(jiàn)長(cháng)的馮·諾依曼架構，也就是以數字加減乘除的方式來(lái)進(jìn)行信息架構。

隨著(zhù)摩爾定理逐漸失效，馮·諾依曼架構帶來(lái)的局限日益明顯，存儲墻、功耗墻、智能提升等問(wèn)題，讓當前計算機發(fā)展面臨重大挑戰。

如何突破現有計算運行方式導致的計算機瓶頸？

全球科學(xué)家們再次將目光瞄準到模仿生物大腦這個(gè)最初的夢(mèng)想，通過(guò)模擬人腦結構與運算機制來(lái)發(fā)展新的計算技術(shù)，以期實(shí)現高能效與高智能水平的計算。

2015年和2019年浙江大學(xué)分別研制成功達爾文1代和達爾文2代類(lèi)腦計算芯片，用芯片去模擬大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )的結構與功能機制，在圖像、視頻、自然語(yǔ)言的模糊處理中具有優(yōu)勢。

而這次的成果是將792顆我國自主產(chǎn)權的達爾文2代類(lèi)腦計算芯片集成在3臺1.6米高的標準服務(wù)器機箱中，形成了一臺強大的機架式類(lèi)腦計算機。

項目研究骨干金孝飛介紹，每顆芯片上有15萬(wàn)個(gè)神經(jīng)元，每4顆芯片做成一塊板子，若干塊板子再連接起來(lái)成為一個(gè)模塊。這臺類(lèi)腦計算機就是這樣像搭積木一樣搭起來(lái)。

目前，浙江大學(xué)與之江實(shí)驗室的科研人員基于Darwin Mouse類(lèi)腦計算機已經(jīng)實(shí)現了多種智能任務(wù)。

研究者將類(lèi)腦計算機作為智能中樞，實(shí)現抗洪搶險場(chǎng)景下多個(gè)機器人的協(xié)同工作，涉及到語(yǔ)音識別、目標檢測、路徑規劃等多項智能任務(wù)的同時(shí)處理，以及機器人間的協(xié)同。

同時(shí)，還用類(lèi)腦計算機模擬了多個(gè)不同腦區，建立了丘腦外側膝狀核的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )模型，仿真了不同頻率閃動(dòng)的視覺(jué)刺激時(shí)該腦區神經(jīng)元的周期性反應；

借鑒海馬體神經(jīng)環(huán)路結構和神經(jīng)機制構建了學(xué)習-記憶融合模型，實(shí)現音樂(lè )、詩(shī)詞、謎語(yǔ)等的時(shí)序記憶功能；

實(shí)現了腦電信號的穩態(tài)視覺(jué)誘發(fā)電位實(shí)時(shí)解碼，可“意念”打字輸入。

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