類腦芯片可以知道“魚之樂”?
在今天開幕的2020年工業博覽會上,15個上海研發轉化功能平臺在上海工業技術學院展區集體亮相,展示了一批自主研發和科技成果孵化的成果。在研究和改造類腦芯片和片上智能系統的平臺上,具有多種傳感器的魚缸引起了人們的廣泛關注。通過它,研究小組開發了一種類似大腦的人工智能算法,可以知道"魚的樂趣"。在機器人的開發和改造平臺上,上肢康復機器人吸引了大量的觀眾體驗,其力控制模塊使其理解并能夠與人的手臂進行協同運動。
市級科研改造功能平臺"是上海科技中心"四梁八柱"的重要組成部分,作為工業與科技之間的橋梁,承擔著產業技術創新、帶動技術溢出、企業孵化的重要責任,功能平臺已開始涵蓋集成電路、人工智能、生物醫藥、新材料、先進制造等工業領域,有效地促進了城市高新技術產業的發展。
類腦芯片和片上智能系統正處于方興未艾的工業領域。人腦和計算機有其自身的優勢。如何模擬人腦,開發新一代低功耗、高性能的類腦芯片是一個前沿的科學研究方向。類腦芯片和片上智能系統功能平臺繼續解決這一領域的關鍵問題,并取得了一些階段性成果。
如果你不是一條魚,你也可以知道魚的樂趣。"功能平臺營銷總監馬銳笑著告訴記者。戰國時期,莊子和惠子的"豪梁論戰"時有發生:"子無魚,知魚之樂?子不是我,知道我不知道魚的快樂嗎?"那么,我們能知道魚的快樂嗎?該平臺的研發團隊認為,這與生物集群的行為有關。如果魚群的平均游泳速度相對較慢,個體間的距離較大,運動的一致性不高,則可以認為魚群處于游動狀態;如果魚群的平均游動速度相對較快,個體排列緊密,運動方向高度一致,則魚群處于緊張狀態。
為了檢測魚類的軌跡,研究開發小組在魚缸中安裝了超聲波傳感器陣列,并將傳感器采集的運動軌跡輸入類似大腦的人工智能算法模型。經過一段時間的訓練,該算法可以更準確地預測魚類的軌跡,知道它們是處于悠閑狀態還是處于緊張狀態。
這個算法有什么用?另一個展覽展示了它的價值。只有在大屏幕上,才能識別出人臉的主要骨骼和觀眾的身體,并通過加速卡來識別它們,采用類似大腦的人工智能算法。研究人員解釋說:"目前,商業面部和骨骼識別通常是在計算機上進行的,我們實驗室的結果只需要加快卡片的速度,這比計算機消耗的能量要少得多。"在未來,這種腦芯片可應用于智能家居、工業物聯網、協同機器人等領域。和人腦一樣,它有很強的學習和預測能力,耗電量很低,性能也很可靠。
了解上肢康復機器人也是功能平臺展示的亮點。它的六軸機械手可以取代康復治療師,訓練患者上肢運動和認知能力。在現場,記者操縱機械手,玩足球射擊游戲,手臂有一點力,它可以自主地沿著力量的方向移動。
根據機器人的功能平臺,上肢康復機器人的核心技術之一是力控制模塊。只要人體肢體對機器人施加一點力,它就無需編程就會做出響應。該機器人的功率模型適用于中風和神經損傷患者的早期康復訓練。隨著身體狀況的改善,康復患者可以選擇主動和干擾模式。患者還可以在虛擬環境中戴上虛擬現實眼鏡,用于水杯和其他空間訓練。