我國半導體行業(yè)迎來重大突破，清華大學立功了，研發(fā)出全球首款類腦互補視覺芯片“天眸芯”。
近日，又有好消息傳來，清華大學精密儀器系的施路平教授團隊，提出一種基于視覺原語的互補雙通路類腦視覺感知新范式，研制出世界首款類腦互補視覺芯片“天眸芯”。相關研究成果也以封面文章的形式，刊登在了國際頂級學術期刊《Nature》上，權(quán)威性毋庸置疑。
天眸芯借鑒了人類視覺系統(tǒng)的基本原理，將開放世界的視覺信息拆解為基于視覺原語的信息表示，并通過有機組合這些原語，模仿人視覺系統(tǒng)的特征，形成兩條優(yōu)勢互補、信息完備的視覺感知通路。
可能不太好理解，我們簡單的解釋一下。
人類的大腦在處理信息的時候，會根據(jù)不同神經(jīng)元組成信息通路來進行信息的處理，例如，有的負責處理顏色、細節(jié)等高精度的信息，但該通路處理速度相對較慢。有的負責處理突發(fā)事情，能夠做出快速反應，但精度不高。然后這兩個通路配合互補，就能實現(xiàn)在極端場景下完成信息處理并做出應對。
天眸芯就是借鑒了人類視覺系統(tǒng)的這一基本原理，先模仿人眼，把看到的視覺信息分解成很多元素，包括物體運動、輪廓邊緣、色彩以及不同區(qū)域之間的對比度等等，這些元素被稱為“視覺原語”。
然后再模仿人腦的處理機制，把這些信息分配到不同的“處理通路”中去，再模仿人腦響應機制，對“時間空間變化”的信息進行響應，并讓時空變化和色彩等其他信息互補。
很明顯，這樣的方式更加高效。
而傳統(tǒng)的機器視覺就做不到這一點，工作的時候會把所有拍到的內(nèi)容統(tǒng)統(tǒng)進行識別和處理，根本無法分辨出哪些物體有用，哪些事物更重要，所以往往就需要較高的帶寬，會消耗大量的系統(tǒng)資源，也容易造成輸出慢、錯誤率高的情況，進而引發(fā)更多安全問題。
現(xiàn)在新能源汽車行業(yè)火熱，智能駕駛技術的發(fā)展也處于快車道，在實際應用的過程中，智能系統(tǒng)不僅要處理龐大的數(shù)據(jù)量，還需要應對各種極端事件。比如駕駛中的突發(fā)危險、隧道口的劇烈光線變化和夜間強閃光干擾等等。那么傳統(tǒng)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(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。
天眸芯采用90 nm CMOS背照式技術制造，由用于將光學信息轉(zhuǎn)換為電信號的混合像素陣列和用于構(gòu)建兩個互補視覺通路的并行異構(gòu)讀出架構(gòu)兩個核心部分組成。
它的性能可以用夸張來形容，能夠在極低的帶寬（降低90%）和功耗代價下，實現(xiàn)了每秒10000幀的高速、10bit的高精度、130dB的高動態(tài)范圍的視覺信息采集，能夠更加精確地識別道路標志、行人、障礙物。
同時結(jié)合自主研發(fā)的高性能軟件和算法，在開放環(huán)境車載平臺上進行了性能驗證。實驗表明，在多種極端場景下，包括強光干擾、高動態(tài)范圍場景、域偏移問題（異常物體）和具有多個極端情況的復雜場景，均實現(xiàn)了低延遲、高性能的實時感知推理。
而且，清華大學已經(jīng)開發(fā)出了兩種模組，第一代為高性能模組，第二代為微型化模組，適用于不同領域，已經(jīng)可以實際化應用。
大家都知道，智能駕駛、無人駕駛是未來的技術方向，天眸芯已經(jīng)展示出了巨大應用潛力。它不僅突破了傳統(tǒng)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(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性，實際意義重大。
同時也為我國新能源汽車行業(yè)的高速發(fā)展，提供了有力的技術支撐。并將進一步完善我國類腦智能生態(tài)，有力推動中國人工通用智能的發(fā)展。
尤其是當下，老美在半導體領域?qū)ξ覀冞M行了各種限制的大背景下，天眸芯的技術突破顯得尤為重要。而老美想要阻擋中國科技的進步，終究是癡人說夢，永遠不可能實現(xiàn)的。
