为了研究神经拟态芯片英特尔用上了小鸭子、玩具象和娃娃

创新早已融入英特尔的基因与血脉，面向数据洪流驱动下的全新未来，英特尔继续引领计算创新，释放数据的价值。在这个过程中，英特尔每一位员工汇聚成的创新洪流，起着关键作用。我们将通过“英特尔创新者”系列，讲述个体的创新故事。

英特尔神经拟态计算项目主管Mike Davies手持科学家罗莎林·富兰克林造型的摇头娃娃，英特尔的自主学习神经拟态芯片Loihi能够快速地学会识别它。（照片来源：Tim Herman/英特尔公司）

登山、漂流、潜水、马拉松长跑……Mike Davies是个不折不扣的户外爱好者。在不断突破身体极限的同时，他也在突破科技的极限，这来自他的另一个身份——英特尔神经拟态计算专家。

什么是神经拟态计算？“我们试图观察、学习和理解大脑的运行，并在计算机芯片上进行复制”，Mike这样解释自己的工作。

在加州理工学院获得电气工程硕士学位后，Mike就职于Fulcrum Microsystems，从事以太网交换机的研发。

近10年的工作让Mike收获颇丰，然而在获得五项专利、研发五代交换机后，Mike感觉工作变得越来越没有挑战。

全新的转折在这时发生。2011年，Fulcrum Microsystems因为实现了以太网交换机芯片异步设计研究的商业化而被英特尔收购，Mike因此加入英特尔，“事实证明，异步设计真的非常适合神经拟态芯片”。英特尔研究院立即让Mike和团队开始相关工作。

实现更高效的人工智能

2017年 9月，英特尔宣布了代号为Loihi的第一款自主学习神经拟态芯片，共有13万个神经元和1.3亿个触突，包括模仿大脑基本机制的数字电路，从而让机器学习变得更快、更高效，同时对计算力的需求更小。

Mike展示了一个有趣的神经拟态计算实验，他使用Loihi模拟大脑如何根据环境反馈进行学习。

首先，研究员在Loihi上运行了用来进行图像识别的简单神经网络。就像幼儿在父母怀中，探索未知物体的过程一样，研究员先要让Loihi用“眼睛”看到物体，再输入物体的名称，这样Loihi就能快速、准确地辨别物体。

研究员把罗莎林·富兰克林（著名科学家）造型的摇头娃娃作为训练工具，将其360度旋转，让Loihi能够从每一个角度记住罗莎林。训练了一次后，Loihi便能在4秒钟内从少量图片中区分一个橡胶鸭子、一个玩具大象和摇头娃娃。尽管研究院只给出了罗莎林的一个背影，Loihi还是能够快速辨别出来。虽然这个实验只使用了Loihi不到1%的芯片资源，但它表明了架构的有效性。

“这个令人兴奋的小例子，说明了神经拟态计算如何实现更高效的人工智能”，Mike表示。通过测试发现，Loihi芯片总体可以发挥100%的功能，有充足的运行空间。与训练人工智能系统的通用计算芯片相比，Loihi芯片的效能可以提升1000倍。

推动神经拟态计算的应用

神经拟态计算堪称推动人工智能发展的重要手段。未来，我们将如何体验到？

Mike预测，机器人将是神经拟态计算的杀手级应用。在智能家庭的应用中，想要入室抢劫的小偷，在进入房间时就可能被智能监控摄像头中的Loihi所识别，并发出警报；在汽车应用中，Loihi还可能扮演“交警”的角色，缓解交通压力，或是识别汽车、自行车的运动；在工业领域，Loihi也许会化身为一丝不苟的“监工”，监测小到滚珠轴承、大到修建路桥的一切工业应用。

“神经拟态芯片将帮助人们减少一些繁重而耗时的工作”，Mike说。

今年上半年，英特尔计划与顶级院校和研究机构共享Loihi测试芯片，同时将其应用于解决更加复杂的数据集和问题。英特尔已经向特定研究合作伙伴提供了首批开发系统，他们正在进行感知、马达控制、信息处理等多种应用的研究。

英特尔也宣布成立神经拟态研究社区（INRC），这是一个涵盖学术、政府和行业研究团体的合作伙伴网络，通过与全球领先科研机构合作，Loihi将在未来几年从研究原型变成行业领先产品，解锁未来人工智能的性能和能效，推动人工智能加速发展。