重磅 中科院自動化所成功研發(fā)實(shí)感智能計(jì)算系統(tǒng) 類腦計(jì)算技術(shù)發(fā)展研究及趨勢預(yù)測報告

• 李波 2024年3月13日 來源：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，中科院自動化所近期取得了一項(xiàng)重要的科研成果，即成功開發(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，中科院自動化所近期取得了一項(xiàng)重要的科研成果，即成功開發(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)是由中科院自動化所的蒿杰研究組與中國科學(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全腦神經(jīng)元活動，實(shí)現(xiàn)神經(jīng)元集群活動的閉環(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)了對斑馬魚全腦十萬級神經(jīng)元的實(shí)時監(jiān)控，進(jìn)而可以對任意選擇的神經(jīng)元集群活動進(jìn)行解碼，以控制外部設(shè)備。

在技術(shù)研發(fā)過程中，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)時配準(zhǔn)、信號提取和分析。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)了對全腦神經(jīng)元活動的實(shí)時、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)知過程，從而推動虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展。同時，光遺傳調(diào)控技術(shù)也可以借助該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對特定神經(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。

總的來說，中科院自動化所研發(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)展開辟了新的道路。未來，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)在對全腦神經(jīng)元活動的實(shí)時監(jiān)控和閉環(huán)調(diào)控上。具體來說，該系統(tǒng)能夠快速提取和分析斑馬魚全腦神經(jīng)元活動，首次實(shí)現(xiàn)了對斑馬魚全腦十萬級神經(jīng)元的實(shí)時監(jiān)控。通過解碼任意選擇的神經(jīng)元集群活動，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)知過程，推動虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展。同時，光遺傳調(diào)控技術(shù)也可以借助該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對特定神經(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)用情況可能會根據(jù)具體需求和場景有所不同，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年國內(nèi)外類腦計(jì)算技術(shù)發(fā)展研究及趨勢預(yù)測報告》統(tǒng)計(jì)分析顯示：

國內(nèi)外類腦計(jì)算技術(shù)發(fā)展研究

在現(xiàn)階段的社會發(fā)展過程中計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)在社會中的應(yīng)用具有極大的社會現(xiàn)實(shí)含義，不僅其在加速社會經(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)展的同時帶動經(jīng)濟(jì)社會的進(jìn)步。

由于傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)科學(xué)沒有相關(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。不過由于當(dāng)代社會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)將會帶動社會經(jīng)濟(jì)更好發(fā)展，其對經(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)競爭的不斷加劇，大型企業(yè)間并購整合與資本運(yùn)作日趨頻繁，國內(nèi)外優(yōu)秀的腦科學(xué)與類腦企業(yè)愈來愈重視對行業(yè)市場的分析研究，特別是對當(dāng)前市場環(huán)境和客戶需求趨勢變化的深入研究，以期提前占領(lǐng)市場，取得先發(fā)優(yōu)勢。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)，對腦科學(xué)與類腦行業(yè)市場海量的數(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)險與經(jīng)營成本，把握投資機(jī)遇，提高企業(yè)競爭力。

本報告利用中研普華長期對腦科學(xué)與類腦行業(yè)市場跟蹤搜集的一手市場數(shù)據(jù)，同時依據(jù)國家統(tǒng)計(jì)局、國家商務(wù)部、國家發(fā)改委、國務(wù)院發(fā)展研究中心、行業(yè)協(xié)會、中國行業(yè)研究網(wǎng)、全國及海外專業(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)的整體高度來架構(gòu)分析體系。讓您全面、準(zhǔn)確地把握整個腦科學(xué)與類腦行業(yè)的市場走向和發(fā)展趨勢。

未來行業(yè)市場發(fā)展前景和投資機(jī)會在哪?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)研究院的報告《2022-2027年國內(nèi)外類腦計(jì)算技術(shù)發(fā)展研究及趨勢預(yù)測報告》。

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  2022-2027年國內(nèi)外類腦計(jì)算技術(shù)發(fā)展研究及趨勢預(yù)測報告

  類腦計(jì)算是指利用數(shù)字電路、模擬電路、數(shù)?；旌想娐坊蛐缕骷矸抡嫔锷窠?jīng)元以及神經(jīng)元間的突觸連接，進(jìn)而利用超大規(guī)模集成電路（Very Large Scale Integrated，VLSI）系統(tǒng)來模仿神經(jīng)系統(tǒng)中...

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