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科学网—美开发基于人类视觉系统的超级计算机

文章作者:科技中心 上传时间:2020-04-24

美开发基于人类视觉系统的超级计算机 可引导汽车快速识别复杂环境目标

环球科技参考:美国研制出硅基人工神经突触

美国耶鲁大学工程和应用科学学院的欧亨尼奥:卡鲁塞伊罗9月15日在马萨诸塞州波斯顿市举行的高性能嵌入式计算研讨会上表示,他和研究小组开发出了基于人类视觉系统的超级计算机,与人们过去所研制的同类计算机相比,其在速度和节能上均有很大提高。

美国研制出硅基人工神经突触

人在开车时,视觉和大脑的反应能力能够轻松地帮助自己了解道路和周围的环境,从而自如地驾车。然而人类这种看似十分简单的快速识别视觉环境的能力,要想在计算机上实现,需要大量的运算,这也是计算机系统难以模仿人脑识别物体的原因。

据美国麻省理工学院网站日前报道,该校科研人员用单晶硅成功制作出了人工神经突触,这将大大促进人工智能硬件的发展。

卡鲁塞伊罗研制的超级计算机系统被命名为“神经流”,其设计灵感来自人体视觉系统,它能模仿人体视觉系统的神经网快速地识别自己周围的世界。其采用了纽约大学雅恩:勒库发明的复杂视觉算法,以运行适合于人造视觉应用的大型神经网络。

“神经形态计算”这个新兴领域的研究人员曾试图设计出像人脑一样工作的计算机芯片。不同于今天的数字芯片,需在二进制、开/关信号的基础上进行计算,“芯片上的大脑”的元件将以模拟的方式进行工作,通过交换梯度信号或者“权重”信号来激活,很像神经元根据穿过突触的离子种类和数量来激活。

卡鲁塞伊罗和勒库将研究的重点放在让该系统能够自己判断道路情况以引导汽车行走上。系统也具备实时处理上千万像素图像的能力,可以识别道路上常见的各种目标(包括其他汽车、行人、信号灯、人行道等)。

通过这种方式,小小的神经形态芯片可以像大脑一样,有效地处理数以百万计的并行计算流,而目前只有大型的超级计算机才能实现这些并行计算。但是实现这种便携式人工智能的一个重要障碍是神经突触,这在硬件上很难再现。

新蒲京娱乐场,此外,虽然“神经流”超级计算机系统每秒能完成超过千亿次的操作任务,但是其能耗却十分低,甚至少于手机的用电量。而在实验室中,拥有多个图像处理器的计算机如完成相同的工作,需要消耗300瓦的电能。

MIT的工程师们设计出了一种人工神经突触,可以精确控制电流穿过时的强度,就像神经元之间的离子流动一样。该团队已经用硅锗制造了一种带有人工神经突触的小芯片。在模拟实验中,研究人员发现该芯片和它的突触可以用来识别笔迹的样本,准确率达到95%。该成果发表在《自然—材料》杂志上,是研制便携式、低功耗神经形态芯片的重要一步,用于模式识别和其他学习任务中。

该系统具有运行速度快,同时又节能的原因,在于研究人员将超级计算机嵌入在单芯片上。与全尺寸的计算机相比,“神经流”系统要小巧得多。他表示,整个系统的大小不会超过一个钱包的体积,因此它能够方便地安装在汽车上或其他地方。

英国多方联合启动面向复杂路况的自动驾驶计划

除为汽车导航外,“神经流”系统还能用于提高机器人进入有害或难以接近场所的导航能力;为战士提供战场360度环境的合成视觉功能;或用于现场动态监视,如帮助发现老年人摔倒等。

据英国广播公司等媒体日前报道,英国正计划进行全新自动驾驶车辆试验,在全国各地更复杂的驾驶条件下测试车辆导航。“人类驾驶”计划由英国克兰菲尔德大学与日产、三菱等公司和机构联合进行,针对乡村道路和高速环岛等条件优化导航系统。该计划首先将进行模拟测试,确保自动驾驶车辆尽可能安全。然后自动驾驶车辆将在公路上行驶200英里,预计于2019年开始。

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