清华「天眸芯」登Nature封面:全球首款类脑互补视觉芯片

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清华「天眸芯」登Nature封面:全球首款类脑互补视觉芯片
清华「天眸芯」登Nature封面:全球首款类脑互补视觉芯片
 

重点标签 类脑计算智能系统视觉感知清华大学芯片技术

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清华大学精密仪器系类脑计算研究中心在类脑视觉感知芯片技术领域取得重要突破,成功研制出世界首款类脑互补视觉芯片「天眸芯」(Tianmouc)。该芯片的设计理念受到人类视觉系统(HVS)多级特性的启发,通过将视觉信息拆解为基于视觉原语的信息表示,并有机组合这些原语,形成两条优势互补、信息完备的视觉感知通路。这一创新技术不仅突破了传统视觉感知芯片的性能瓶颈,而且能够在极低带宽和功耗条件下实现高速、高精度、高动态范围的视觉信息采集。

「天眸芯」采用90 nm CMOS背照式技术制造,由混合像素阵列和并行异构读出架构两大核心部分组成。混合像素阵列包括锥体和杆体像素,具有不同的颜色、响应模式、分辨率和灵敏度特性,能够将视觉信息解析为特定的颜色和白色光谱。并行异构读出架构则利用不同的数据分布和格式对电信息进行编码,实现高动态范围。

在开放世界场景中,「天眸芯」展现出强大的适应能力和多级感知能力。研究人员开发了一个集成「天眸芯」的汽车驾驶感知系统,以评估在开放道路上行驶时的表现。该系统在强光干扰、高动态范围场景、域偏移问题和复杂场景下均表现出低延迟、高性能的实时感知推理能力。

此外,「天眸芯」的互补感知范式为自动化系统提供了丰富的数据源,通过多路径算法充分利用AOP和COP的互补特性,实现了原始场景的重建和对极端照明的适应。在感知层面,AOP提供对变化、纹理和运动的即时感知,而COP提供精细的语义细节。这种同步结果使AI系统能够全面了解场景。

「天眸芯」的成功研发为智能感知芯片领域带来了重大突破,为新一代AI技术的发展提供了算力支持,并为自动驾驶、具身智能等重要应用开辟了新的道路。结合团队在类脑计算芯片、类脑软件工具链和类脑机器人等方面的技术积累,「天眸芯」的加入将进一步完善类脑智能生态,推动人工通用智能的发展。

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原文作者: 机器之心

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