【產(chǎn)通社，8月18日訊】清華大學(xué)新聞中心（Tsinghua University News Center）官網(wǎng)消息，有一種芯片，能讓機(jī)器模仿人類視覺(jué)系統(tǒng)的特征觀察世界——這乍一聽(tīng)似乎有些科幻，然而，清華大學(xué)教授施路平、趙蓉帶領(lǐng)的科研團(tuán)隊(duì)已經(jīng)將這種芯片變成了現(xiàn)實(shí)，它的名字叫做“天眸芯”。

“天眸芯”的研發(fā)開(kāi)始于2018年，之前的傳統(tǒng)視覺(jué)感知芯片由于受到“功耗墻”和“帶寬墻”的限制，在應(yīng)對(duì)極端場(chǎng)景時(shí)，往往面臨失真、失效或高延遲的問(wèn)題，嚴(yán)重影響了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。為此，團(tuán)隊(duì)提出了一種基于視覺(jué)原語(yǔ)的互補(bǔ)雙通路類腦視覺(jué)感知新范式。

以人眼與照相機(jī)等器械捕捉信息為例：一般來(lái)說(shuō)，照相機(jī)在照片拍攝時(shí)，會(huì)將每個(gè)部分平均地進(jìn)行采樣，無(wú)法特別關(guān)注到畫面中的危險(xiǎn)。然而，人類的眼睛除了能看到外界豐富的內(nèi)容和顏色外，還有著挑重點(diǎn)的能力，它能自動(dòng)聚焦關(guān)鍵信息，忽略次要細(xì)節(jié)，并且在危險(xiǎn)出現(xiàn)時(shí)瞬間切換注意力。

“天眸芯”以此種視覺(jué)機(jī)制為靈感，借鑒人類視覺(jué)系統(tǒng)的基本原理，模仿人類視覺(jué)系統(tǒng)的特征，將感知到的視覺(jué)信號(hào)拆解為光強(qiáng)、時(shí)間變化、空間變化等不同的視覺(jué)元素，再有機(jī)組合形成兩條優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)、信息完備的視覺(jué)感知通路。一條通路提供高清晰、色彩豐富的畫面內(nèi)容，同時(shí)模仿人眼抓重點(diǎn)的能力，讓注意力所在處的內(nèi)容細(xì)節(jié)更加豐富的同時(shí)，比傳統(tǒng)視覺(jué)芯片更加“節(jié)能”；另一條通路主要負(fù)責(zé)處理突發(fā)情況，能夠快速聚焦并做出相應(yīng)反應(yīng)，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)視覺(jué)芯片在應(yīng)對(duì)危機(jī)時(shí)的不足與遲緩。這套系統(tǒng)模仿人腦的信息處理模式，將視覺(jué)元素分配到不同的感知通路中，再通過(guò)模仿人腦響應(yīng)機(jī)制，對(duì)相關(guān)信息進(jìn)行連接和協(xié)同，最終實(shí)現(xiàn)信息的高效、穩(wěn)定傳輸。

這種創(chuàng)新設(shè)計(jì)帶來(lái)了突破性的性能提升，不僅讓芯片的帶寬降低了90%，消耗更少，更讓其實(shí)現(xiàn)了每秒可處理高達(dá)10000幀的超高速畫面（遠(yuǎn)超電影的24幀/秒）、10bit高精度、130db高動(dòng)態(tài)范圍的視覺(jué)信息采集范圍。換句話說(shuō)，“天眸芯”不僅看得快、看得清，還特別省電。

基于該芯片，團(tuán)隊(duì)還自主研發(fā)了高性能軟件、算法和類腦數(shù)據(jù)集，并在開(kāi)放環(huán)境車載平臺(tái)上進(jìn)行了性能驗(yàn)證。團(tuán)隊(duì)利用“天眸芯”自行搭建了一套汽車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)，并在北京郊區(qū)進(jìn)行了真實(shí)道路測(cè)試，在多種極端場(chǎng)景下實(shí)現(xiàn)了低延遲、高性能的實(shí)時(shí)感知推理，在智能無(wú)人、AI智能體等領(lǐng)域展現(xiàn)了巨大應(yīng)用潛力。

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