腦科學(xué)和信息學(xué)是當(dāng)今國(guó)際科學(xué)研究的兩大熱點(diǎn)，類腦計(jì)算是兩大學(xué)科相結(jié)合的新興領(lǐng)域。2021年，“中國(guó)腦計(jì)劃”正式啟動(dòng)，類腦計(jì)算是其中一個(gè)重要組成部分。
在清華大學(xué)校園內(nèi)，有一輛能自由漫步的無(wú)人自行車。它智能的核心是一塊模擬了人腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的類腦計(jì)算芯片，這塊芯片是清華大學(xué)類腦計(jì)算研究中心來(lái)自7個(gè)不同院系數(shù)十名師生7年嘔心瀝血的研究換來(lái)的成果。
我有幸參與了這項(xiàng)研究，并承擔(dān)了從底層元器件上對(duì)芯片進(jìn)行顛覆性再設(shè)計(jì)的研究任務(wù)。
人腦和計(jì)算機(jī)很大的區(qū)別在于，靜態(tài)的0和1讓計(jì)算機(jī)變得精確，而動(dòng)力學(xué)使人腦更智能、更高效。長(zhǎng)、短期記憶動(dòng)力學(xué)的共存是人類認(rèn)知功能的一個(gè)基礎(chǔ)，它們分別來(lái)自不同的神經(jīng)細(xì)胞機(jī)制、發(fā)生在不同的神經(jīng)細(xì)胞部位。
而傳統(tǒng)的半導(dǎo)體器件的功能一般建立在單一物理機(jī)制上，因此想要模擬同時(shí)存在的兩種人腦記憶功能非常困難，何況還是動(dòng)力學(xué)功能。
我要做的就是讓類腦計(jì)算半導(dǎo)體器件也像神經(jīng)細(xì)胞那樣具備不同的物理機(jī)制，然后各司其職、形成合力。
在生物原理的啟發(fā)下，我提出了一種動(dòng)力學(xué)神經(jīng)形態(tài)晶體管技術(shù)，使得長(zhǎng)、短期記憶動(dòng)力學(xué)功能可以在單個(gè)器件中集成地模擬，解決了領(lǐng)域內(nèi)的一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)難題。
未來(lái)，類腦計(jì)算有望像幾十年前誕生的數(shù)字計(jì)算機(jī)那樣，再度改變我們的生活和工作方式。
(作者 李黃龍 清華大學(xué)精密儀器系副教授)
編輯：李華山
