重磅 中科院自動(dòng)化所成功研發(fā)實(shí)感智能計(jì)算系統(tǒng) 類腦計(jì)算技術(shù)發(fā)展研究及趨勢(shì)預(yù)測(cè)報(bào)告

• 李波 2024年3月13日 來(lái)源：中研普華集團(tuán)、央視財(cái)經(jīng)、中研網(wǎng) 222 6
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據(jù)悉，中科院自動(dòng)化所近期取得了一項(xiàng)重要的科研成果，即成功開(kāi)發(fā)了一套實(shí)感智能計(jì)算系統(tǒng)，該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了全腦光學(xué)接口虛擬現(xiàn)實(shí)和全腦閉環(huán)研究的新范式。

據(jù)悉，中科院自動(dòng)化所近期取得了一項(xiàng)重要的科研成果，即成功開(kāi)發(fā)了一套實(shí)感智能計(jì)算系統(tǒng)，該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了全腦光學(xué)接口虛擬現(xiàn)實(shí)和全腦閉環(huán)研究的新范式。這一成果標(biāo)志著基于全腦單細(xì)胞光學(xué)成像的虛擬現(xiàn)實(shí)、光遺傳調(diào)控等技術(shù)在腦科學(xué)閉環(huán)研究領(lǐng)域的應(yīng)用邁出了關(guān)鍵一步。

該實(shí)感智能計(jì)算系統(tǒng)是由中科院自動(dòng)化所的蒿杰研究組與中國(guó)科學(xué)院腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心的杜久林研究組和穆宇研究組共同合作研發(fā)的。這套系統(tǒng)能夠快速提取和分析斑馬魚(yú)全腦神經(jīng)元活動(dòng)，實(shí)現(xiàn)神經(jīng)元集群活動(dòng)的閉環(huán)調(diào)控。這一技術(shù)的突破，使得研究團(tuán)隊(duì)首次實(shí)現(xiàn)了對(duì)斑馬魚(yú)全腦十萬(wàn)級(jí)神經(jīng)元的實(shí)時(shí)監(jiān)控，進(jìn)而可以對(duì)任意選擇的神經(jīng)元集群活動(dòng)進(jìn)行解碼，以控制外部設(shè)備。

在技術(shù)研發(fā)過(guò)程中，研究團(tuán)隊(duì)借鑒了天文學(xué)領(lǐng)域的數(shù)據(jù)處理技術(shù)，并采用了FPGA-GPU混合架構(gòu)，成功對(duì)高達(dá)500MB/s的大數(shù)據(jù)流神經(jīng)功能數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)配準(zhǔn)、信號(hào)提取和分析。這種混合架構(gòu)的采用，使得系統(tǒng)能夠處理大規(guī)模、高速度的神經(jīng)功能數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)全腦神經(jīng)元活動(dòng)的實(shí)時(shí)、精確分析。

實(shí)感智能計(jì)算系統(tǒng)的成功研發(fā)，為腦科學(xué)研究提供了新的方法和工具。通過(guò)該系統(tǒng)，研究人員可以更深入地了解大腦的工作機(jī)制，進(jìn)一步探索神經(jīng)元的活動(dòng)規(guī)律和相互作用，從而為神經(jīng)科學(xué)、認(rèn)知科學(xué)等領(lǐng)域的研究提供重要的支持。

此外，該系統(tǒng)在虛擬現(xiàn)實(shí)和光遺傳調(diào)控等領(lǐng)域也具有廣泛的應(yīng)用前景。通過(guò)全腦光學(xué)接口，研究人員可以構(gòu)建更加真實(shí)的虛擬環(huán)境，模擬大腦的感知和認(rèn)知過(guò)程，從而推動(dòng)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展。同時(shí)，光遺傳調(diào)控技術(shù)也可以借助該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)特定神經(jīng)元集群的精確操控，為神經(jīng)疾病的治療和康復(fù)提供新的手段。

總的來(lái)說(shuō)，中科院自動(dòng)化所研發(fā)的實(shí)感智能計(jì)算系統(tǒng)是一項(xiàng)具有里程碑意義的科研成果。它不僅為腦科學(xué)研究提供了新的方法和工具，也為虛擬現(xiàn)實(shí)和光遺傳調(diào)控等領(lǐng)域的發(fā)展開(kāi)辟了新的道路。未來(lái)，隨著該技術(shù)的不斷完善和應(yīng)用推廣，我們有理由相信，它將在神經(jīng)科學(xué)、認(rèn)知科學(xué)以及醫(yī)療等領(lǐng)域發(fā)揮更加重要的作用。

實(shí)感智能計(jì)算系統(tǒng)的具體應(yīng)用是什么

實(shí)感智能計(jì)算系統(tǒng)的具體應(yīng)用主要體現(xiàn)在對(duì)全腦神經(jīng)元活動(dòng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控和閉環(huán)調(diào)控上。具體來(lái)說(shuō)，該系統(tǒng)能夠快速提取和分析斑馬魚(yú)全腦神經(jīng)元活動(dòng)，首次實(shí)現(xiàn)了對(duì)斑馬魚(yú)全腦十萬(wàn)級(jí)神經(jīng)元的實(shí)時(shí)監(jiān)控。通過(guò)解碼任意選擇的神經(jīng)元集群活動(dòng)，該系統(tǒng)可以控制外部設(shè)備，實(shí)現(xiàn)神經(jīng)元集群活動(dòng)的閉環(huán)調(diào)控。

此外，實(shí)感智能計(jì)算系統(tǒng)還可以基于全腦單細(xì)胞光學(xué)成像，在虛擬現(xiàn)實(shí)和光遺傳調(diào)控等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。借助該系統(tǒng)，研究人員可以構(gòu)建更加真實(shí)的虛擬環(huán)境，模擬大腦的感知和認(rèn)知過(guò)程，推動(dòng)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展。同時(shí)，光遺傳調(diào)控技術(shù)也可以借助該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)特定神經(jīng)元集群的精確操控，為神經(jīng)疾病的治療和康復(fù)提供新的手段。

綜上所述，實(shí)感智能計(jì)算系統(tǒng)具有廣泛的應(yīng)用前景，它不僅為腦科學(xué)研究提供了新的方法和工具，也為虛擬現(xiàn)實(shí)、光遺傳調(diào)控以及醫(yī)療等領(lǐng)域的發(fā)展開(kāi)辟了新的道路。然而，這些僅是可能的應(yīng)用方向，實(shí)際的應(yīng)用情況可能會(huì)根據(jù)具體需求和場(chǎng)景有所不同，并且可能隨著技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展而有所變化。

據(jù)中研普華產(chǎn)業(yè)研究院出版的《2022-2027年國(guó)內(nèi)外類腦計(jì)算技術(shù)發(fā)展研究及趨勢(shì)預(yù)測(cè)報(bào)告》統(tǒng)計(jì)分析顯示：

國(guó)內(nèi)外類腦計(jì)算技術(shù)發(fā)展研究

在現(xiàn)階段的社會(huì)發(fā)展過(guò)程中計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)在社會(huì)中的應(yīng)用具有極大的社會(huì)現(xiàn)實(shí)含義，不僅其在加速社會(huì)經(jīng)濟(jì)的道路上起到了積極的作用。計(jì)算機(jī)技術(shù)在發(fā)展的同時(shí)帶動(dòng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的進(jìn)步。

由于傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)科學(xué)沒(méi)有相關(guān)的技術(shù)信息支撐，當(dāng)代的發(fā)展方向是積極向前的、相互融合的。不過(guò)由于當(dāng)代社會(huì)信息的共享性還有待于提高到新的階段，-些方面的信息受到一定的局限和壟斷性。

伴隨著越來(lái)越普遍的計(jì)算機(jī)科學(xué)在全世界范圍內(nèi)的迅猛發(fā)展，信息將可以被方便快捷的進(jìn)行傳播，有理由相信計(jì)算機(jī)技術(shù)將會(huì)帶動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)更好發(fā)展，其對(duì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展將起到積極有效的作用。

許多新興的類腦芯片在SNN計(jì)算中顯示出巨大的潛力。 例如浙江大學(xué)的達(dá)爾文芯片，其目標(biāo)是嵌入式低功耗應(yīng)用。蘇黎世大學(xué)研究人員開(kāi)發(fā)的DYNAP-SEL結(jié)合了異步數(shù)字邏輯和模擬電路，以實(shí)現(xiàn)模擬SNN實(shí)現(xiàn)。 清華大學(xué)的研究人員成功設(shè)計(jì)了混合型天機(jī)芯片 ，該混合型既可以實(shí)現(xiàn)常規(guī)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)又可以實(shí)現(xiàn)SNN。

隨著腦科學(xué)與類腦行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的不斷加劇，大型企業(yè)間并購(gòu)整合與資本運(yùn)作日趨頻繁，國(guó)內(nèi)外優(yōu)秀的腦科學(xué)與類腦企業(yè)愈來(lái)愈重視對(duì)行業(yè)市場(chǎng)的分析研究，特別是對(duì)當(dāng)前市場(chǎng)環(huán)境和客戶需求趨勢(shì)變化的深入研究，以期提前占領(lǐng)市場(chǎng)，取得先發(fā)優(yōu)勢(shì)。正因?yàn)槿绱?，一大批?yōu)秀品牌迅速崛起，逐漸成為行業(yè)中的翹楚。

中研普華利用多種獨(dú)創(chuàng)的信息處理技術(shù)，對(duì)腦科學(xué)與類腦行業(yè)市場(chǎng)海量的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、整理、加工、分析、傳遞，為客戶提供一攬子信息解決方案和咨詢服務(wù)，最大限度地降低客戶投資風(fēng)險(xiǎn)與經(jīng)營(yíng)成本，把握投資機(jī)遇，提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。

本報(bào)告利用中研普華長(zhǎng)期對(duì)腦科學(xué)與類腦行業(yè)市場(chǎng)跟蹤搜集的一手市場(chǎng)數(shù)據(jù)，同時(shí)依據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局、國(guó)家商務(wù)部、國(guó)家發(fā)改委、國(guó)務(wù)院發(fā)展研究中心、行業(yè)協(xié)會(huì)、中國(guó)行業(yè)研究網(wǎng)、全國(guó)及海外專業(yè)研究機(jī)構(gòu)提供的大量權(quán)威資料，采用與國(guó)際同步的科學(xué)分析模型，全面而準(zhǔn)確地為您從行業(yè)的整體高度來(lái)架構(gòu)分析體系。讓您全面、準(zhǔn)確地把握整個(gè)腦科學(xué)與類腦行業(yè)的市場(chǎng)走向和發(fā)展趨勢(shì)。

未來(lái)行業(yè)市場(chǎng)發(fā)展前景和投資機(jī)會(huì)在哪?欲了解更多關(guān)于行業(yè)具體詳情可以點(diǎn)擊查看中研普華產(chǎn)業(yè)研究院的報(bào)告《2022-2027年國(guó)內(nèi)外類腦計(jì)算技術(shù)發(fā)展研究及趨勢(shì)預(yù)測(cè)報(bào)告》。

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