清華大學在類腦視覺感知芯片領域取得重大突破

中國教育報-中國教育新聞網訊（記者 董魯皖龍）在開放世界中，智能系統不僅要處理龐大的數據量，還需要應對各種極端事件。傳統視覺感知芯片由于受到“功耗墻”和“帶寬墻”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，嚴重影響了系統的穩定性和安全性。對此，清華大學精密儀器系類腦計算研究團隊聚焦類腦視覺感知芯片技術，提出了一種基于視覺原語的互補雙通路類腦視覺感知新范式。基于這一新范式，團隊進一步研制出了世界首款類腦互補視覺芯片“天眸芯”，在極低的帶寬（降低90%）和功耗代價下，實現了每秒10000幀的高速、10bit的高精度、130dB的高動態范圍的視覺信息采集。近日，基于該研究成果的論文《面向開放世界感知、具有互補通路的視覺芯片》作為封面文章，登上2024年5月30日的Nature。這是該團隊繼異構融合類腦計算“天機芯”后，第二次登上Nature封面，標志著我國在類腦計算和類腦感知兩個重要方向上均取得了基礎性突破。

團隊相關負責人介紹，“天眸芯”不僅突破了傳統視覺感知范式的性能瓶頸，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。基于“天眸芯”，團隊還自主研發了高性能軟件和算法，并在開放環境車載平臺上進行了性能驗證。在多種極端場景下，該系統實現了低延遲、高性能的實時感知推理，展現了其在智能無人系統領域的巨大應用潛力。

“天眸芯”的成功研制無疑是智能感知芯片領域的一個重大突破。它不僅為智能革命的發展提供了一個強大的技術支持，還為自動駕駛、具身智能等重要應用開辟了新的道路。結合團隊在類腦計算芯片“天機芯”、類腦軟件工具鏈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，有力地推動人工通用智能的發展。

論文通訊作者為清華大學精密儀器系施路平教授和趙蓉教授，精密儀器系博士楊哲宇（現為北京靈汐科技有限公司研發經理）、精密儀器系博士生王韜毅、林逸晗為論文的共同第一作者。清華大學為論文第一單位，合作單位包括北京靈汐科技有限公司。

這項研究得到了科技部科技創新2030“腦科學與類腦研究”重大項目和自然基金委的支持，也得到了清華大學/IDG-麥戈文腦科學研究院的支持。