全球首创!清华类脑视觉芯片革新,实现每秒1万帧高速捕捉图像,助力自动驾驶

这是该团队继异构融合类脑计算“天机芯”后,第二次登上《Nature》杂志封面,标志着中国在类脑计算和类脑感知方向取得重要突破。

新范式借鉴了人类视觉系统的基本原理,将开放世界的视觉信息拆解为基于视觉原语的信息表示,并通过有机组合这些原语,模仿人视觉系统的特征,形成两条优势互补、信息完备的视觉感知通路。

研究中,为了评估“天眸芯”的整体性能,研究人员使用了一个综合的优值(FOM)作为标准,并与各种前沿传感器进行比对。

在传感器领域中,“FOM”通常指的是某个传感器在某一特定场景下的性能参数,例如传感器的灵敏度、分辨率、频带、动态范围等。通过比较和分析不同传感器的FOM,可以判断它们在不同应用场景中的实际表现和优劣之处。

可以看到,红色五角星符号标记的“天眸芯”在FOM测试中处于明显领先位置,性能表现超越了传统传感器,同时保持了低功耗和低带宽的消耗。

一句话总结,“天眸芯”的出现主要解决了功耗和带宽受限问题。

功耗相信不用过多解释,主要指的是芯片运行过程中消耗的电能,芯片的功耗直接影响到设备的电池寿命、系统稳定性和成本。

在数字通信和计算机科学中,带宽指的是单位时间内能够传输的数据量。好比车道宽度,车道越宽,能够同时行驶的车辆越多,交通流量越大。

但带宽受到物理介质(如铜线、光纤)和信号处理技术等因素影响,是有限的资源,因此在低带宽条件下实现芯片高效运行是被追求的。

研究人员测试结果显示,“天眸芯”在极低的带宽(降低90%)和功耗代价下,实现了每秒10000帧的高速、10bit的高精度、130dB的高动态范围的视觉信息采集。在极端情况下,提高了系统的稳定性和安全性。

相信很多人会疑惑“天眸芯”的实用价值究竟如何体现?

从其功能特性角度来说,“天眸芯”的出现对具身智能实现和自动驾驶升级有很强的推动作用。

在人工智能领域,具身智能通常指的是设计能够感知环境、理解环境并据此做出反应的智能系统,比如机器人。

该智能系统不是被动地接收指令,而是能够主动地感知周围的世界,理解情况,并以一种智能的方式作出反应。就像人类和动物一样,它们能够通过身体与环境的互动来学习和适应。

想象一下,当你在公园散步时,看到一只小狗,你的大脑会迅速识别出这是一个活物,你在迈步时会刻意地避开它,以防不小心踩到。你的身体和大脑协同工作,让你能够智能地与环境互动。

“天眸芯”能够以每秒10000帧的速度捕捉图像,在多种极端场景下能够实现低延迟、高性能的实时感知推理,这种高速感知能力对于自动驾驶和具身智能系统至关重要。

另外,”天眸芯”采用的背照式图像传感器工艺和10bit色彩信息记录,提高了视觉感知的灵敏度和精度,能够更加精确地识别道路标志、行人、障碍物。

相信”天眸芯”与类脑计算芯片”天机芯”的强强联合,有助于构建一个更加完善的类脑智能生态系统,加速推动人工通用智能的发展。