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无人驾驶自行车?两个轱辘你是咋跑起来的?
发布时间:2019-09-11

  开始介绍主角之前,先问大家一个问题:你会骑自行车吗?如果给出的是肯定答案,那我要恭喜大家学会了一项十分复杂的交通工具,因为计算机科学家断言骑自行车比开飞机还要难。

  同样,想要实现自行车无人驾驶同样比飞机自动驾驶要难上很多。无人驾驶自行车除了需要解决启动、加速、匀速前行、转弯、变道、避障等基本动作外,还需要做到识别红绿灯和机动车车道、语音信号、感知周围人车的速度以及预判变道对周围人车是否产生干扰。

  早前大部分的民航飞机都已经安装了自动驾驶系统,但如今第一辆无人驾驶自行车才刚刚出炉,其难度可见一斑。

  无人驾驶自行车核心技术研发可谓困难重重,但它的难度不在于科学、技术,而是涉及的学科分布较为广泛,学科深度融合成为解决研发重点的关键所在。

  于是,2012年在清华大学的支持下,由七个院系组成的类脑计算研究中心成立了,其中覆盖脑科学、计算机、微电子、电子、精仪、自动化、材料等学科。6年时间里,专家们呕心沥血克服学科融合带来的重重障碍,经过自主研发,终于掌握核心科技研发出名为“天机(Tianjic)”的通用人工智能芯片,让自行车跨入无人驾驶行列。

  据团队成员介绍,他们为无人驾驶自行车搭配的“天机芯”,相当于自行车的一个大脑,让它成为一个可以“独立思考”的自行车。

  这款“天机”芯片可以整合现有人工网络算法,类脑的脉冲神经网络算法,同时支持神经科学发现的众多神经回路网络和异构网络的混合建模,发挥它们各自的优势。在自行车上利用一块“天机芯”可以同时运行包括卷积神经网络在内的5种不同神经网络,成功让无人驾驶自行车实现了诸多功能,如:语音识别 、目标锁定、障碍辨别和自主决策等。

  另外,这款自行车还配备了惯性测量单元传感器、摄像头、麦克风,刹车电机、转向电机等制动器,以及控制平台、计算平台、天机板级系统等处理平台。

  因此,无人驾驶自行车可以实时感知周围环境进行转弯、避障动作,并根据语音指令、视觉感知的反馈产生实时信号对电机进行控制,以达到保持平衡,改变行进状态等。

  2019年8月的第一天,“天机芯”作为首例通用人工芯片的展示,登上了世界最权威及最有名望的学术期刊之一——《自然》(Nature)杂志的封面,实现了中国在芯片和人工智能两大领域《自然》论文零的突破。

  一种是基于计算机科学,通过CPU的加速计算,不断开发芯片的深度学习能力;另一种是基于神经科学,它们通过脉冲传导信息,对人类的大脑神经网络进行仿真模拟。

  虽然,国外在研发人工智能芯片上投入了大量的精力,不过他们大多只是专注于单一领域。而“天机芯”则是第一次将这两种方式交叉混合,使它既可以构建类似人脑的电路,又具有深度学习能力。

  美国知名研究机构斯克里普斯研究所的专家埃里克托波尔表示,“天机芯”的研发及其在无人驾驶自行车上的实验,成功展示了这种结合机器学习和类脑算法的混合设计,标志着人工智能发展进程中的重要时刻。

  美国《纽约时报》刊文表示,配备了人工智能芯片后,这可能是“最接近自主思考的无人驾驶自行车”。

  目前清华大学团队对“天机芯”的研究还在进一步深入,据了解,无人自行车就是为检验这款芯片处理器能力而搭建的。

  未来“天机芯”的相关技术还会拓展至自动驾驶、无人机、智能机器人等多种应用上,让机器人真正拥有“大脑”。这也就意味着未来应用了“天机芯”的机器可能成为模拟大脑的机器人,它能像人脑一样学习:从数据中自发总结出规律,自动更新、自动改进、自动优化,以此更有效地学习更复杂的任务,并更适应执行这些任务。

  除了实现人工智能之外,天机芯的另一个用途是使用脉冲神经网络来做脑科学相关的研究。挂牌玄机彩图随着生物学和医学的发展,脑科学目前已经成为人类亟待攻克的下一个重要课题,而使用脉冲神经网络来模拟和研究脑部工作原理将成为脑科学研究中的重要组成部分。

  “天机芯”为人工智能和脑科学研究带来了一个新平台,随着它的发展,将会更好的为人类服务。

  我是公益人潘江雪,如何让欠发达地区的孩子从“能上学”到“学得好”,问我吧!