英特尔神经拟态计较技能助力新加坡研究职员让呆板人“有触觉”

2020年7月16日——本日，新加坡国立大学（NUS）的两名研究职员，同时也是英特尔神经拟态研究社区（INRC）的成员颁发了最新研究功效，表白在呆板人规模，与基于变乱的视觉和触觉感知相团结，英特尔神经拟态计较大有可为。这项事变着重先容了与今朝只有视觉的体系对比，将触觉引入呆板人技能可以或许明显晋升体系手段和成果，而且神经拟态芯片在处理赏罚此类感官数据方面可以或许逾越传统架构。

英特尔神经拟态计较尝试室主任Mike Davies暗示：“新加坡国立大学的这项研究，让人们对呆板人技能的将来有了深刻的相识，也就是说，将来呆板人会以变乱驱动的方法，团结多模态来感知和处理赏罚信息。有越来越多相同的研究表现，一旦我们对整个体系举办基于变乱的范式从头计划，包罗传感器、数据名目、算法和硬件系统布局，神经拟态计较的行使可以明显低落耽误和功耗。”

图注：新加坡国立大学研究团队和最新集成了由变乱驱动的人造皮肤和视觉传感器的呆板人体系。这一研究项目由助理传授Harold Soh（最左）和助理传授Benjamin Tee （最右）率领。和他们一路的别离是研究成员（从左至右）Sng Weicong、Tasbolat Taunyazov以及See Hian Hian。（图片来历：新加坡国立大学）

人类的触觉足够迅速，可以感受到差异外貌之间的渺小差异，哪怕这些差别仅仅是一层分子的区别。然而，此刻大大都呆板人的操纵都是基于视觉处理赏罚。新加坡国立大学的研究职员但愿用他们最近开拓的人造皮肤来改变这一状况。按照他们的研究，这种人造皮肤在检测触觉方面，可以比人类的感受神经体系快1000倍以上，而且在辨认物体的外形、质地和硬度方面，可以比人类眨眼速率快10倍。

在呆板人技能中启用相同于人类的触觉，可以明显晋升当前体系成果，乃至可以发生新的用例。譬喻，配备有人造皮肤的机器臂可以很轻易地顺应工场出产的商品的变革，操作触感来辨认和抓住不认识的物体，并施加恰当的压力以防备打滑。这种可以或许感受并更好地感知周围情形的手段，还可以在譬喻照顾护士行业中让人与呆板人更细密、更安详地互动，可能赋予外科手术呆板人今朝所缺乏的触觉，使我们更靠近手术使命的自动化。

固然缔造人造皮肤是实现这一愿景的第一步，但它还必要一种芯片，这种芯片必要按照皮肤的感官数据及时得出精确的结论，同时以足够节能的程度运行，以便可以直接陈设在呆板人内部。“假如说让呆板人变得更智能是一幅拼图，制造超快的人造皮肤传感器只办理了约莫一半，”新加坡国立大学原料科学与工程系、康健与创新技能研究所的助理传授Benjamin Tee暗示，“呆板人还必要一个可以或许最终实现感知和进修的人工大脑，这是这幅拼图中的另一个要害部门。我们用英特尔Loihi等神经拟态芯片对AI皮肤体系举办了奇异研究，为实现能效和扩展性迈出了重要一步。”

为了在呆板人感知规模举办打破，新加坡国立大学团队开始试探神经拟态技能的潜力，实行操作英特尔Loihi神经拟态研究芯片处理赏罚来自人造皮肤的感官数据。在最初的尝试中，研究职员行使配有人造皮肤的机器手读取盲文，将触觉数据通过云转达给Loihi，以将手感受到的微突转化为语义。在对盲笔墨母举办分类上，Loihi到达了92％以上的精确率，而功耗却比尺度的冯·诺依曼处理赏罚器低20倍。

图注：由新加坡国立大学研究员研发出的这一新型呆板人体系包括一个可以或许模仿生物神经收集人造大脑，可以在英特尔Loihi这样低能耗的神经拟态处理赏罚器上运行。该呆板人也集成了人造皮肤以及视觉传感器。（图片来历：新加坡国立大学）

在这项事变的基本上，新加坡国立大学团队通过将视觉和触觉数据团结到脉冲神经收集（SNN）中，进一步进步了呆板人的感知手段。为此，他们让一个呆板人操作来自人造皮肤和基于变乱的相机的感官输入，对装有差异量液体的各类不透明容器举办分类。研究职员也行使了沟通的触觉和视觉传感器，来测试感知体系辨认旋转滑移的手段，这对付不变抓握至关重要。

当捕捉到这些感官数据后，研究小组将其别离发送给GPU和英特尔的Loihi神经拟态研究芯片，从而较量两者的处理赏罚手段。本周在《呆板人学：科学与体系》上颁发的研究功效表白，与仅行使视觉的体系对比，行使脉冲神经收集（SNN）与基于变乱的视觉和触觉相团结，可以使物品分类的精确率进步10％。另外，研究职员也展示了神经拟态技能用于为此类呆板人装备中的功耗环境，Loihi处理赏罚感官数据的速率比高机能的GPU还要快21％，而功耗却低落了45倍。

新加坡国立大学计较学院计较机科学系的助理传授Harold Soh暗示：“我们对这些研究功效感想欢快。这表白神经拟态体系有但愿团结多传感器，办理呆板人感知手段困难。这让我们朝着制造节能并且值得相信的呆板人又迈出了一步，这种呆板人可以或许在不测环境下敏捷、恰内地做出回响。”

关于英特尔神经拟态研究社区（INRC）

英特尔神经拟态研究社区是一个由天下各地的学术集体、当局尝试室、研究机构和公司构成的生态体系，与英特尔相助，进一步敦促神经拟态计较并开拓创新的AI应用措施。有乐趣插手INRC并为Loihi开拓的研究职员，可以会见英特尔INRC网站，也可以在该网站上获取当前成员的列表。

（编辑：河北网）

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