近日，浙江大學聯合之江實驗室共同研制成功了我國首臺基于自主知識產權類腦芯片的類腦計算機（Darwin Mouse），我國類腦計算技術發展迎來新里程碑。

浙江大學校長吳朝暉院士表示，人工智能浪潮正加快智能增強時代的到來，類腦計算機將成為未來計算的主要形態和重要平臺，將在模擬腦功能、高效實現 AI 算法、提升計算能力等方面發揮重要的獨特作用。面向未來，學科交叉會聚將成為解決重大問題的新方法，基于多學科、多領域的系統創新將成為研制類腦計算機的有效形式。希望今天浙江大學和之江實驗室的創新一小步，可以成就人類美好生活的發展一大步。

之江實驗室主任、浙江大學黨委副書記朱世強表示，雙方科研團隊夜以繼日，快速完成了研發設計，這一階段性成果具有重大里程碑意義。未來，項目團隊將基于我國自主產權類腦芯片，研制規模更大的神經元類腦計算機，同時研究支撐其運行與開發的類腦基礎軟件體系，并逐步實現開源與開放，為我國類腦計算新技術的發展貢獻力量。

1.6 米高的三個標準機柜并排而立，黑色的外殼給人酷酷的感覺，紅色的信號燈不停地閃爍，靠得近些似乎能聽到里面脈沖信號飛速奔跑的聲音。

這臺類腦計算機包含 792 顆浙江大學研制的達爾文 2 代類腦芯片，支持 1.2 億脈沖神經元、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計算機。

近年來，浙江大學聚焦人類智能與機器智能等核心領域，實施了簡稱為“雙腦計劃”的腦科學與人工智能會聚研究計劃，希望借鑒大腦結構模型和功能機制，將腦科學的前沿成果應用到人工智能等研究領域，建立引領未來的新型計算機體系架構。

除打造類腦計算機外，該研究團隊還研制了專門面向類腦計算機的操作系統——達爾文類腦操作系統（DarwinOS），實現對類腦計算機硬件資源的有效管理與調度，支撐類腦計算機的運行與應用。目前，該類腦計算機已運行多種智能任務，包括多機器人協同抗洪搶險、聽歌識曲、意念打字等。

2015 年和 2019 年浙江大學分別研制成功達爾文 1 代和達爾文 2 代類腦計算芯片，用芯片去模擬大腦神經網絡的結構與功能機制，在圖像、視頻、自然語言的模糊處理中具有優勢。而這次的成果是將 792 顆我國自主產權的達爾文 2 代類腦計算芯片集成在 3 臺 1.6 米高的標準服務器機箱中，形成了一臺強大的機架式類腦計算機。

現有計算機大多基于馮·諾依曼架構，數據存儲與計算分離，但隨著摩爾定律趨緩，這一傳統架構的局限性越來越明顯。數據在存儲與計算單元間傳輸所帶來的通信帶寬、延遲和功耗，已成為影響當代計算機系統性能提高的關鍵阻礙。

在研究團隊負責人、浙江大學計算機科學與技術學院教授潘綱看來，這種計算模式制約了以大數據為代表的計算性能提升。

潘綱認為，數據驅動的智能算法、訓練需要海量樣本與密集計算，但舉一反三、自我學習等高級能力比較差，“現在的機器智能離人的智能差得還很遠?！?/p>

全球科學家們就如何突破現有計算運行方式導致的計算機瓶頸而言，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能水平的計算。

這款達爾文類腦操作系統面向馮·諾依曼架構與神經擬態架構的混合計算架構，實現了對異構計算資源的統一調度和管理，為大規模脈沖神經網絡計算任務提供運行和服務平臺。項目研究骨干呂攀介紹說：“目前達爾文類腦操作系統的功能任務切換時間達微秒級，可支持億級類腦硬件資源管理?！?/p>

由此，類腦計算機研究的價值真正得以實現——既可以應用于生活中的智能任務處理，也可以應用于神經科學研究，為神經科學家提供更快更大規模的仿真工具，提供探索大腦工作機理的新實驗手段。

別看現在的類腦計算機是個“大塊頭”，科學家們表示，隨著達爾文芯片及其他硬件的不斷迭代升級，體積縮小將指日可待。未來類腦計算機或將植入手機、機器人，產生新的智能服務體驗。

當前，類腦計算研究仍處于初級階段，與真正的人類大腦還相差甚遠。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計算機的系統軟件、工具鏈及算法的成熟，有朝一日能夠讓類腦計算機像馮·諾依曼架構計算機一樣通用化，真正像大腦一樣高效工作，與馮·諾依曼架構并存與互補，去解決不同的問題。

與硬件上的更新相比，如何讓類腦計算機變得更聰明是科學家們下一步研究的重點。
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