„Tianmou Core“ steigert die „Beschleunigung“ der Intelligenz! Ein weiterer großer Durchbruch bei Tsinghua-Chips!

Kürzlich hat das Forschungsteam für gehirnähnliche Computer der Abteilung für Präzisionsinstrumente der Tsinghua-Universität den weltweit ersten gehirnähnlichen komplementären Vision-Chip „Tianmouxin“ entwickelt . Die Ergebnisse wurden am 30. Mai auf dem Cover des Magazins Nature veröffentlicht. Dies ist das zweite Mal, dass das Team nach dem heterogenen Fusion-Gehirn-ähnlichen Computing „Tianji Chip“ auf dem Cover des Magazins Nature erscheint, was darauf hinweist, dass mein Land in den beiden wichtigen Bereichen des Gehirn-ähnlichen Computing und der Gehirn-ähnlichen Wahrnehmung grundlegende Durchbrüche erzielt hat.

Titelbild des Magazins Nature, 30. Mai 2024. Bildquelle: Website des Magazins Nature

Das Forschungsteam konzentrierte sich auf die Chiptechnologie zur gehirnähnlichen visuellen Wahrnehmung und schlug ein neues Paradigma der komplementären gehirnähnlichen visuellen Wahrnehmung mit zwei Pfaden auf der Grundlage visueller Grundelemente vor. Basierend auf den Grundprinzipien des menschlichen visuellen Systems werden die visuellen Informationen der offenen Welt in Informationsdarstellungen zerlegt, die auf visuellen Grundelementen basieren. Durch die organische Kombination dieser Grundelemente werden die Eigenschaften des menschlichen Sehsystems nachgeahmt, um zwei visuelle Wahrnehmungswege mit komplementären Vorteilen und vollständigen Informationen zu bilden.

Auf dieser Grundlage entwickelte das Team den weltweit ersten gehirnähnlichen komplementären Vision-Chip „Tianmouxin“, der eine Hochgeschwindigkeitsaufnahme von 10.000 Bildern pro Sekunde, hochpräzise 10 Bit und einen hohen Dynamikbereich von 130 dB bei der Erfassung visueller Informationen bei extrem geringer Bandbreite (um 90 %) und Stromverbrauch erreicht. Es überwindet nicht nur den Leistungsengpass des traditionellen Paradigmas der visuellen Wahrnehmung, sondern kann auch effizient mit verschiedenen Extremszenarien umgehen und so die Stabilität und Sicherheit des Systems gewährleisten.

Mit der rasanten Entwicklung der künstlichen Intelligenz werden unbemannte Systeme wie selbstfahrende Autos und verkörperte Intelligenz kontinuierlich gefördert und in der realen Gesellschaft angewendet. Dabei spielt die visuelle Wahrnehmung als zentrales Mittel zur Informationsgewinnung eine entscheidende Rolle. Allerdings bleibt es eine gewaltige Herausforderung, in komplexen, sich verändernden und unvorhersehbaren Umgebungen eine effiziente, genaue und robuste (d. h. die Fähigkeit des Systems, anormale und gefährliche Situationen zu überstehen) visuelle Wahrnehmung zu erreichen.

In der offenen Welt müssen intelligente Systeme nicht nur riesige Datenmengen verarbeiten, sondern auch mit verschiedenen Extremereignissen umgehen, wie etwa plötzlichen Gefahren während der Fahrt, drastischen Lichtveränderungen an Tunneleinfahrten und starken Blitzstörungen in der Nacht. Herkömmliche Chips zur visuellen Wahrnehmung sind durch die „Stromverbrauchsgrenze“ und die „Bandbreitengrenze“ begrenzt. Bei der Bewältigung dieser Szenarien treten häufig Probleme wie Verzerrungen, Ausfälle oder hohe Latenzzeiten auf, die die Stabilität und Sicherheit des Systems ernsthaft beeinträchtigen.

„Tianmou Core“ erreicht die visuelle Informationserfassung mit einer hohen Geschwindigkeit von 10.000 Bildern pro Sekunde, einer hohen Präzision von 10 Bit und einem hohen Dynamikbereich von 130 dB auf Kosten einer extrem geringen Bandbreite (um 90 % reduziert) und eines geringen Stromverbrauchs. Es überwindet nicht nur den Leistungsengpass des traditionellen Paradigmas der visuellen Wahrnehmung, sondern kann auch verschiedene Extremszenarien effizient bewältigen und die Stabilität und Sicherheit des Systems gewährleisten.

Basierend auf dem „Tianmou Core“ entwickelte das Team außerdem unabhängig leistungsstarke Software und Algorithmen und überprüfte deren Leistung auf einer Fahrzeugplattform mit offener Umgebung. In einer Vielzahl extremer Szenarien erreichte das System eine Wahrnehmung und Argumentation mit geringer Latenz und hoher Leistung in Echtzeit und demonstrierte damit sein enormes Anwendungspotenzial im Bereich intelligenter unbemannter Systeme.

Die erfolgreiche Entwicklung von „Tianmouxin“ ist ein großer Durchbruch auf dem Gebiet intelligenter Sensorchips. Es bietet nicht nur eine starke technische Unterstützung für die Entwicklung der intelligenten Revolution, sondern eröffnet auch neue Wege für wichtige Anwendungen wie autonomes Fahren und verkörperte Intelligenz. In Kombination mit der vom Team gesammelten Technologie bei der Anwendung gehirnähnlicher Computerchips „Tianji Core“, gehirnähnlicher Software-Toolchains und gehirnähnlicher Roboter wird die Hinzufügung von „Tianmou Core“ das gehirnähnliche intelligente Ökosystem weiter verbessern und die Entwicklung künstlicher allgemeiner Intelligenz stark vorantreiben.

Diese Forschung wurde vom Großprojekt „Gehirnforschung und gehirnähnliche Forschung“ des Ministeriums für Wissenschaft und Technologie im Rahmen der Wissenschafts- und Technologieinnovation 2030 und der National Natural Science Foundation of China sowie von der Tsinghua-Universität/IDG-McGovern-Institut für Hirnforschung unterstützt.

Umfassende Quellen: Science and Technology Daily, China Youth Daily usw.