熱點新聞網 匯聚海量國內、國際熱點新聞

800萬神經元模擬人腦,學了不會忘,英特爾開發超級神經擬態系統

2019-08-08已圍觀 來源:互聯網編輯:熱點新聞網

大數據文摘出品

編譯:黎楓、林安安、Aileen

看過《三體》的小伙伴或許都知道,4位面壁人作為人類最后的希望,苦苦尋找對抗三體世界的方法。

其中一位面壁人比爾·西恩斯試圖以計算機模擬人腦的運行來提高人類智力,但是因為知曉基礎科學被鎖死,模擬人腦無法實現,最后實際是想給地球人打上“思想鋼印”,從而讓人類逃出地球,保留火種。

然而,現實世界中,用計算機模擬人腦的嘗試,并沒有被“鎖死”,反而一直在進行。

最近,英特爾計劃推出一款代號為“Pohoiki Beach”的全新神經擬態系統,該系統具有800萬個神經元,由64個Loihi研究芯片組成,采用一種與人腦工作方式十分接近的設計架構。

Pohoiki Beach處理算法的速度是普通CPU的1000倍,效率是普通CPU的10000倍。接下來,英特爾計劃于2019年底推出含768顆芯片、1億個神經元的系統。

英特爾神經科學研究主管Mike Davies說:“英特爾及其研究合作伙伴菜剛剛開始測試像Pohoiki Beach這樣的大型神經系統可以做什么,目前為止,所有的實驗證據都表明Pohoiki Beach將具有強大的性能,能更大地提高算法效率。”

英特爾Nahuku基板的特寫鏡頭,每塊基板包含8到32個英特爾Loihi神經擬態芯片。英特爾最新的神經擬態系統Pohoiki Beach由多塊Nahuku基板組成,每塊基板包含64個Loihi芯片。

從1個Loihi芯片到64個Loihi芯片,這更像是軟件問題而不是硬件問題。Davies說:“我們從設計之初就在Loihi芯片中設計了可擴展性。每個Loihi芯片有一個分層的路由接口…,通過接口我們最多可以擴展到16,000個芯片。所以,64個芯片只是接下來的一小步而已。”

一塊英特爾的Nahuku基板,每塊板上有8到32個Loihi芯片,接口可以與英特爾Arria 10 FPGA開發工具包連接。英特爾最新的神經擬態系統Pohoiki Beach由多塊Nahuku基板組成,每塊板包含64個Loihi芯片。

Davies說:“找到一種能在800萬個神經元系統上運行良好且同時能在軟件上優化的算法,是非常具有挑戰性的。但是,回報也是巨大的。

模仿大腦的神經網絡設計(如Loihi芯片)可以規避一些AI常見的不智能表現”。

例如,現在的神經網絡都困擾于“災難性遺忘”問題。如果你試圖讓一個訓練好的神經網絡去識別新的道路標志,簡單地將網絡暴露給新的圖像輸入勢必會對網絡造成嚴重破壞,導致網絡出現識別混亂。為了避免這種情況,一般都需要從頭開始重新訓練網絡。(DARPA的Lifelong Learning項目正致力于解決這個問題)

打個比方,假設你是籃球隊教練,你偷偷將籃筐增高30厘米。剛開始,球員們可能會頻繁失球,但他們很快就會找到感覺。但如果他們像現在的神經網絡一樣,那你就必須把他們從球場上拉下來,從運球,傳球等基礎技能開始全部重新訓練一遍,他們才能再次適應。

Loihi芯片上能運行可以規避“災難性遺忘”的神經網絡,這意味著它可以像人類一樣學習。事實上,通過與康奈爾大學 Thomas Cleland研究小組的合作,我們發現Loihi芯片可以實現one-shot learning。也就是說,僅學習一個樣本就可以學到一個新的特征。康奈爾大學的研究小組通過在Loihi上運行抽象嗅覺系統模型來證明這一點。當第一次暴露在一種新的虛擬氣味中時,模型就能記住并識別這種氣味,并且沒有忘記它識別過的其他所有氣味。

在Loihi芯片上還能運行特征提取算法,如今的圖像識別系統容易受各種對抗性攻擊的影響,特征提取算法沒有這種困擾。傳統的神經網絡并不能像人腦一樣真正理解從圖像中提取到的特征。Davies說:“使用簡單的攻擊手段它們就會上當受騙,例如修改個別像素點的值或添加純噪聲圖像,而人類可以很輕松地識別這些把戲。”但是,在Loihi上運行的稀疏編碼算法可以更真實的模擬人類視覺系統,不會受到這種惡作劇的干擾。(雖然,其實人類視覺有時也會被騙…)

英特爾神經芯片Loihi的特寫鏡頭。英特爾最新的神經擬態系統Pohoiki Beach由64個這樣的Loihi芯片組成。

研究人員正在使用Loihi芯片來改進機器人系統的實時控制能力。在上周舉辦的Telluride神經形態認知工程研討會上,研究人員表示他們正在嘗試使用基于Loihi芯片的系統來控制一場桌上足球賽。Davies說:“聽起來可能有點不可思議,但這可以很好的展示神經擬態技術。它需要足夠快的速度,能夠快速響應,快速做出規劃和判斷。這就是神經芯片所擅長的。”

相關報道:

https://spectrum.ieee.org/tech-talk/robotics/artificial-intelligence/intels-neuromorphic-system-hits-8-million-neurons-100-million-coming-by-2020

特码一码公式规律