中國科學家成功研製全球神經元規模最大的類腦電腦：可「意念」打字輸入

從浙江大學官方獲悉，近日，浙江大學聯合之江實驗室共同研製成功了中國首台基於自主知識產權類腦晶片的類腦電腦（Darwin Mouse）。

據介紹，這台類腦電腦包含792顆浙江大學研製的達爾文2代類腦晶片，支援1.2億脈衝神經元、近千億神經突觸，與小鼠大腦神經元數量規模相當，典型運行功耗只需要350-500瓦，同時它也是目前國際上神經元規模最大的類腦電腦。

與此同時，團隊還研製了專門面向類腦電腦的作業系統——達爾文類腦作業系統（DarwinOS），實現對類腦電腦硬體資源的有效管理與調度，支撐類腦電腦的運行與應用。

目前的電腦都採用以數值計算見長的馮·諾依曼架構，也就是以數字加減乘除的方式來進行資訊架構。

隨著摩爾定理逐漸失效，馮·諾依曼架構帶來的局限日益明顯，存儲牆、功耗牆、智慧提升等問題，讓當前電腦發展面臨重大挑戰。

如何突破現有計算運行方式導致的電腦瓶頸？

全球科學家們再次將目光瞄準到模仿生物大腦這個最初的夢想，通過模擬人腦結構與運算機制來發展新的計算技術，以期實現高能效與高智慧水平的計算。

2015年和2019年浙江大學分別研製成功達爾文1代和達爾文2代類腦計算晶片，用晶片去模擬大腦神經網路的結構與功能機制，在影像、影片、自然語言的模糊處理中具有優勢。

而這次的成果是將792顆中國自主產權的達爾文2代類腦計算晶片集成在3台1.6米高的標準伺服器機箱中，形成了一台強大的機架式類腦電腦。

項目研究骨幹金孝飛介紹，每顆晶片上有15萬個神經元，每4顆晶片做成一塊板子，若干塊板子再連接起來成為一個模組。這台類腦電腦就是這樣像搭積木一樣搭起來。

目前，浙江大學與之江實驗室的科研人員基於Darwin Mouse類腦電腦已經實現了多種智慧任務。

研究者將類腦電腦作為智慧中樞，實現抗洪搶險場景下多個機器人的協同工作，涉及到語音識別、目標檢測、路徑規劃等多項智慧任務的同時處理，以及機器人間的協同。

同時，還用類腦電腦模擬了多個不同腦區，建立了丘腦外側膝狀核的神經網路模型，模擬了不同頻率閃動的視覺刺激時該腦區神經元的周期性反應；

借鑒海馬體神經環路結構和神經機制構建了學習-記憶融合模型，實現音樂、詩詞、謎語等的時序記憶功能；

實現了腦電訊號的穩態視覺誘發電位實時解碼，可「意念」打字輸入。

浙江大學和之江實驗室研究員的目標是，希望隨著神經科學發展和類腦電腦的系統軟體、工具鏈及演算法的成熟，有朝一日能夠讓類腦電腦像馮·諾依曼架構電腦一樣通用化，真正像大腦一樣高效工作，與馮·諾依曼架構並存與互補去解決不同的問題。