天机芯：以“类脑”觅“天机”

正当下最热的话题,人工智能无疑是其中之一。要想抓住发展人工智能的机遇,必须在核心芯片上做到自主可控。近日,清华大学类脑计算研究中心教授施路平团队研发了一款类脑计算芯片"天机芯",有望促进人工通用智能发展。它是世界首款异构融合类脑芯片,实现了中国在芯片和人工智能两大领域《自然》论文的零突破。骑自行车和开飞机哪个更难?与大多数人想当然的答案"开飞机"不同,计算机科学家给出的装上"天机芯",自行车"成精"了     

类脑计算芯片与类脑智能机器人发展现状与思考

类脑智能是以计算建模为手段,受脑神经和人类认知行为机制启发,并通过软硬件协同实现的机器智能。类脑器件以及类脑机器人分别作为类脑智能研究的重要内容,其在类脑研究领域受到国内外学者的广泛关注。文章首先分析了类脑器件与计算系统中的类脑芯片和类脑机器人的发展现状和应用前景,重点探讨了类脑芯片在模拟人脑神经元模型和认知计算方面,以及类脑机器人在感知控制和智能生长方面的研究内容。然后,文章介绍了在中科院先导专项支持下,我国在这一方面的初步研究进展以及未来发展方向。最后,针对现有研究中遇到的问题,文章对类脑计算芯片与类脑智能机器人的进一步研究提出了建议,并指出未来研究在仿人运动模型、类人神经运动控制、人机协同的智能机器人控制等方面有望取得重大突破。     

机器人与神经科学交叉的意义——关于智能机器人未来发展的思考

文章分析了当前机器人研究遇到的瓶颈,机器人与神经科学交叉作为一种可能的解决方案,为机器人理论与应用的研究带来新的发展思路,可以作为现有方法和理论框架的一种补充。文章对"类脑"智能机器人的潜在优势和发展现状进行了分析,并通过中科院自动化所机器人团队的工作对"类脑"智能机器人研究初步进展进行了简要介绍。文章提出,从功能和性能出发的机器人和与神经科学交叉的机器人可以平衡发展,相互补充。     

类脑智能研究现状与发展思考

近年来人工智能研究的许多重要进展反映了一个趋势:来自脑科学的启发,即使是局部的借鉴都能够有效地提升现有人工智能模型与系统的智能水平。然而,想要真正逼近乃至超越人类水平的人工智能,还需要对脑信息处理机制更为深入的研究和借鉴。类脑智能研究的目标就是通过借鉴脑神经结构及信息处理机制,实现机制类脑、行为类人的下一代人工智能系统。文章从受脑启发的新一代人工神经网络、基于记忆、注意和推理的认知功能模型、基于生物脉冲神经网络的多脑区协同认知计算模型等角度,并结合研究团队在类脑智能领域的研究进展,论述类脑智能的研究进展、发展方向和对未来发展的思考。     

智能时代的脑科学与类脑智能研究

以智能科技为核心技术、智能算力为生产力的智能时代再次把脑科学推向世界科学与技术前沿。脑科学是研究人、动物和机器的认知与智能的本质和规律的科学。对神经系统结构和功能联结规律进行全面解析将最终绘制成脑功能联结图谱,近10多年来神经科学研究致力于系统性地解析神经系统的神经元类型和神经结构连接,在单细胞转录组分析、神经网络结构示踪等技术推动下取得了阶段性进展。解析人类大脑这一最为复杂的信息和智能系统,会启迪类脑智能理论和类脑智能技术,即脑科学/神经科学启发的智能理论和技术。在智能时代,脑科学研究的多学科交叉研究范式促使脑机接口、类脑智能计算等类脑智能研究领域加入脑科学。脑机接口的神经解码和编码技术为绘制人脑功能神经网络图谱提供了重要的功能研究技术和方法,并且可探索在脑疾病临床诊治上的应用。类脑计算正成为脑科学研究的一种新范式,借鉴脑处理信息和学习的基本原理发展高能效、高速和智能的新型类脑计算系统,利用发展的类脑计算系统可以加速发展脑模拟和数字大脑,促进理解大脑运行机制和治疗脑疾病,发展数字脑科学和脑医学。新近出现的脉冲神经网络智能处理器为构建大规模类脑智能计算系统奠定了基础,未来类脑超级算力极可能超过人类大脑算力,影响智能科技变革和人类社会发展。     

考古研究

正4亿年前"鸭嘴兽古鱼"的脑腔和内耳新知提出有颌脊椎动物早期演化新框架中国科学院古脊椎动物与古人类研究所朱幼安、卢静、朱敏带领国际联合研究团队,开展了对4亿年前的澳大利亚盾皮鱼类(布林达贝拉鱼,俗称"鸭嘴兽古鱼")脑腔、内耳和内淋巴系统精细解剖结构的研究。相关成果发表于Current Biology。根据新数据,论文详细厘定了有颌类特征矩阵,对其进行的分析结果发现,基于最简约假设的系统演化树与之前假说有较大区别。在新提出的假说中,     

面向未来的中国科学院脑科学与类脑智能研究——强化基础研究,推进深度融合

脑科学与类脑智能技术相互借鉴、相互融合代表了未来脑科学与类脑智能研究的新趋势。中科院在脑科学研究上具有深厚积累和特色优势,率先启动了"脑功能联结图谱"战略性先导科技专项(B类),选择感知觉、学习记忆等几种重要大脑功能,绘制其神经环路图谱,解析其信息处理加工规律;率先在脑科学和智能技术两大领域进行实质性融合,在先导专项中扩充了类脑智能研究内容,成立了中科院脑科学与智能技术卓越创新中心,全面推进脑科学与类脑智能研究深度融合,为我国智能产业的发展提供科技引领与支撑。在分析国际脑科学与类脑智能发展态势的基础上,文章阐述了中科院在脑科学与类脑智能研究方面的部署,提出了进一步加强脑科学与智能技术融合的举措与建议。     

基于专利数据的中国区域智能芯片技术创新图谱研究

通过智能芯片技术创新聚类图谱分析，识别中国智能芯片技术创新路径；从区域层面分析和比较京津冀、长三角、粤港澳+台湾、中西部地区、东部地区的中国智能芯片技术创新关键主体分布，及其研发合作关系特征，为中国智能芯片创新发展政策的制定提供参考。研究发现：（1）中国智能芯片技术创新路径可分为延续传统计算架构、打造量子芯片、研发类脑芯片3条路径；（2）中国智能芯片技术创新主体分布呈现出长三角地区、京津冀地区聚焦智能芯片技术创新全赛道，粤港澳地区聚焦传统赛道，中西部地区多为高校与科研院所，聚焦智能芯片的实验室研发；（3）中国智能芯片技术创新主体的研发合作关系演化呈现关键创新主体的研发合作规模逐渐缩小，合作关系逐渐稳健，合作网络时空发展向“地缘性+业缘性”演化，研发合作方向逐渐呈现两极化的态势。     

信息技术

正大规模硅基集成高维光量子芯片实现北京大学"极端光学创新研究团队"王剑威、龚旗煌教授等与布里斯托尔大学物理系量子光学中心等单位合作,利用大规模集成硅基纳米光量子芯片技术,实现对高维度光量子纠缠体系的高精度和普适化量子调控和量子测量,研究论文发表于Science。实现功能强大的量子信息处理芯片是当前量子科技革命的关键。研究团队实现了一种新型的多路径加载高维量子态方式,即每个光子以量子叠加态的形式同时存在于多条光波导路径,从而实现了一个高达15×15的高维量子纠缠系统。通过可控地激发16个参量四波混频单光子源阵列,可以制备具有任意复系数的高维度量子纠缠态。     

中国高通量计算机的自主研发之路

随着互联网技术的迅猛发展,高性能计算的主要应用从传统的科学与工程计算为主逐步演变为以数据处理为核心,这给传统高性能计算机体系结构带来巨大挑战的同时,也使高通量计算应运而生。文章从应用特征出发阐述了高通量计算与传统高性能计算的差别,并探讨了高通量计算的基础理论、关键技术,以及中国科学院在高通量计算核心芯片及系统领域的研究成果;以期通过高通量计算机关键技术的研究与突破,为缓解我国核心芯片"卡脖子"的问题,以及为构建智能万物互联时代的新型高性能计算平台作出贡献。     

从智慧城市到城市云脑

正从2017年开始,智慧城市与"脑"的关键词不断涌现,在互联网云脑的研究基础上,城市云脑形成更为清晰的定义。从2009年智慧地球和智慧城市提出以来,经过8年时间,智慧城市在现实中面临的问题也渐渐凸显,互联网类脑化进程则渐渐明晰。这也是智慧城市与互联网类脑化进程被越来越多地关联起来的原     

"魂芯一号"——我国自主研发的高性能浮点数字 信号处理器

为打破国外高端数字信号处理芯片对我国高性能计算领域的垄断,中国电子科技集团公司第三十八研究所洪一团队于2007年开始自主开发高性能浮点数字信号处理器.在中国电子科技集团公司和38所的支持下,经过六年的不懈努力,完成了"魂芯一号"的研制工作,成功开发出高性能浮点数字信号处理器,在体系结构、指令体系、物理实现到软件生态环境建设方面均系自主研发.     

化石数据

正蛙类琥珀化石中国地质大学(北京)邢立达研究团队与美国佛罗里达大学David C. Blackburn等科学家合作,对陆续收集到的缅甸蛙类琥珀化石展开了细致的研究,研究成果发表于Scientific Reports。蛙类由于骨骼柔软纤细、骨化程度低且软骨组织多,很难形成完整的化石,被完好"封存"于琥珀中的情况就更加罕见。这次发现的"琥珀蛙"既是缅甸地区首次发现的蛙类琥珀,也是世     

科学家发现精神分裂相关基因位点

<正>中国科研团队对来自英美等6个国家、20余所研究机构超过1万例影像遗传学数据进行计算分析,通过全脑全基因组范围的"广泛搜索",发现与青春期大脑壳核体积相关的基因位点同时也是精神分裂症的风险位点。该成果近日发表于《美国医学会杂志—精神病学卷》。该发现有望帮助科学家揭示精神分裂症发病机制,为临床症状出现之前的超前干预研究提供新思路。     

“脑功能联结图谱与类脑智能研究”先导专项研究进展和展望

对大脑的认知是人类认识自然和自身的终极挑战,脑科学研究的核心是理解脑功能的结构及物质基础。中科院在2012年启动了战略性先导科技专项(B类)"脑功能联结图谱计划"(Mapping Brain Functional Connections;简称:脑联接图谱;MBFC,2012—2020),目标是对特定脑功能的神经联结通路和网络结构的解析及模拟。专项代表了脑科学研究的战略制高点,对揭示脑的工作原理、推动智能科学技术进步、增进人类身心健康等方面都具有十分重要的意义。专项设立以来,在感知觉神经环路发育和功能、视觉与本能恐惧行为的神经环路机制、情绪的神经环路编码机制、成瘾和抑郁症等脑疾病机理、意识的神经基础、基因编译技术及脑疾病的非人灵长类模型、神经元分类和功能分析技术及其应用、神经环路双色钙成像方法、神经环路结构与功能研究工具开发、深度神经网络芯片研制,以及资源库与平台建设等方面取得了一系列重要的科学发现和技术研发进展。我们将进一步按照专项十年规划,开展脑认知科学、类脑人工智能技术、脑疾病早期诊断及干预3个前沿领域的科学研究,以及相关新技术研发和脑科技资源库建设,发挥中科院在脑与认知基础研究和技术研发等领域的引领作用。     

浅谈技术团队中的技术型和管理型人才的管理

技术团队是企业的核心部门,团队中"技术型"和"管理型"两类人才一般都是共同存在,若能有效识别,分类管理、合理配置,让其发挥所长,避其所短,方能实现组织绩优、人力资源高效,技术团队人才链的延续和发展。     

林炳承:精准把握前沿研究方向的战略型科学家

正专家简介:林炳承,1944年11月生,祖籍宁波,长于上海,中国科学院大连化学物理研究所研究员,大连理工大学教授,国际微流控芯片领域著名学者,我国微流控芯片研究学术带头人。林炳承上世纪90年代后期起带领团队开展微流控芯片研究至今,涉及到基础理论、基本技术和生物医学应用的方     

互联网50年,从“巨网”到“大脑”

<正>21世纪以来,眼花缭乱的前沿科技概念喷薄而出,从web2.0、社交网络、物联网、移动互联网、大数据、工业4.0、工业互联网到云机器人、深度学习、边缘计算……当科技发展的列车驶入21世纪第二个十年,一个在两千年前就已被关注的名词——"大脑",突然在前沿科技领域爆发。除了人工智能领域与脑结合形成"类脑计算",在产业领域,2012年谷歌将自己的人工     

脑电波写字

正天津大学神经工程团队的两位同学用脑电波写出了一个"福"字。这个"福"字是通过团队自主研制的"哪吒"多脑协控智臂系统,用两人的脑电波共同操作智能机械臂成功书写的。操作者戴上布满电极的脑电波采集帽,面对屏幕上的视图书写板,将注意力集中在构字笔画上,仅靠脑电波控制在短短3分钟内就让机械臂一笔一画地写出了一个"福"字。     

脑科学与类脑研究概述

脑科学和类脑智能技术是两个重要的前沿科技领域;二者相互借鉴、相互融合的发展是近年来国际科学界涌现的新趋势。脑科学研究对大脑认知神经原理的认识,提升了人类对自身的理解和脑重大疾病的诊治水平,也为发展类脑计算系统和器件、突破传统计算机架构的束缚提供了重要的依据。文章概括性地总结了国际脑科学和智能技术领域的总体进展,未来15年的发展趋势和有望解决的重大科学问题,以及我国在这两领域发展的特色和优势。