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    通过AI算法和TPU芯片，人类成功重建了果蝇大脑神经元的3D模型。这项成果意味着人类对于脑科学的研究更进了一步。新研究的论文已经发表在《细胞》杂志上。论文：日，谷歌与霍华德·修斯医学研究所（HHMI）珍妮莉亚研究园区（JaneliaResearchCampus）以及剑桥大学展开合作，共同在细胞杂志上发表了论文《AutomatedReconstructionofaSerial-SectionEMDrosophilaBrainwithFlood-FillingNetworksandLocalRealignment》，深入果蝇大脑的所有神经元和突触。为了生成详尽的大脑图像，研究人员使用了多达7062个大脑切片，共计2100万张图片——其背后使用的算法和硬件可谓强大。谷歌AI负责人，计算机大神JeffDean点评了这项研究：TPU带你飞！这一连接组学研究有望加速人类对于果蝇——乃至所有生物学习、记忆和感知方面的研究。目前该成果已开源，人们可以在Neuroglancer上对果蝇的大脑进行3D预览。这项研究的作者之一、Janelia研究组长DaviBock表示：「此前人类从未对果蝇大脑实现神经元连接级别的成像。」这种级别的细节是绘制大脑电路的关键——只有获取精确的神经元连接网络，我们才能了解果蝇行为的生成机制。连接组学研究的目标是绘制大脑的「接线图」。

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    13年前，正在新加坡科学院数据存储研究院从事信息存储的施路平做梦也没有想到，自己的大胆设想在不仅成为了现实，还登上了8月1日发表的《自然》封面。谈及当下热的话题，人工智能无疑是其中之一。要想抓住发展人工智能的机遇，必须在芯片上做到自主可控。近日，清华大学类脑计算研究中心教授施路平团队研发了一款类脑计算芯片“天机芯”，有望促进人工通用智能发展。“该芯片是面向人工通用智能的世界异构融合类脑计算芯片，实现了中国在芯片和人工智能两大领域《自然》论文零的突破。”谈及该成果，团队成员充满骄傲。人脑＋电脑＝类脑13年前，公众对人工智能的认识既没有如此深刻，也不像这样对它抱有那么大的期待。传统的信息存储大多通过物理手段将器件体积做小，继而推动技术发展。“过去无论存储器也好，CPU也罢，它们的发展驱动力都是物理微缩。10年、20年后可能会缩小到几纳米，但是缩到不能再小之后呢？”2006年，施路平对这个问题进行了深入思考。他的答案是，计算机发展会改变信息计算存储方式，而这需要新的发展思路。在某种程度上，人脑和电脑是互补的。施路平告诉《中国科学报》，从计算和存储的速度和精确性来说，人根本不是计算机的对手；

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    在底特律举行的2019DARPA电子复兴计划峰会上，英特尔重磅发布了一个代号为“PohoikiBeach”的全新神经拟态系统，包含多达64颗Loihi神经拟态芯片，由800万个神经元组成。与CPU相比，PohoikiBeach处理AI算法的能力，速度比普通CPU快1000倍，效率是普通CPU的10000倍，可用于自动驾驶、电子机器人皮肤、假肢等。Loihi芯片是英特尔公司于2017年推出的一款拥有“自我学习”能力的研究芯片，其架构比用于深度学习或其他形式的人工智能的芯片更接近大脑的工作方式。更像人类的学习：PohoikiBeach将扩展到1亿神经元一块英特尔的Nahuku板，每块板上有8到32颗英特尔Loihi神经形态芯片，接口可以与英特尔Arria10FPGA开发工具包连接。英特尔的神经形态系统PohoikiBeach由多块Nahuku板组成，每块板包含64颗Loihi芯片。Loihi芯片安装在一块“Nahuku”板上，每块板包含8到32块Loihi芯片。PohoikiBeach系统包含多个Nahuku板，可以与Intel的Arria10FPGA开发工具包接口，如上图所示。新64-Loihi系统相当于800万个神经元，不过这还只是英特尔朝着计划于2019年底推出的768颗芯片、1亿个神经元的系统迈出的一步。Davies说，找到在800万个神经元的系统上运行良好的算法，并在软件中优化这些算法。

   我们需要开发一种新的损失函数来训练模型，告诉模型“几乎正确”的预测比“根本不贴边”的预测更好。之后，模型的表现与点预测模型基本相当，平均预测误差为5厘米。但是，预测信息中包含了有关替代预测和模型确定性的更多信息。视频中的蓝云表示竞技场中小鼠所在位置预测概率比较高的区域。蓝色云竞技场中小鼠所在的预测概率比较高的区域。红点是小鼠的标记位置预测未来行为：通过小鼠行为，人类行为的奥秘我们将这种不确定性概念编入预测模型中，然后研究：“我们可以通过读取小鼠的思想，来预测其未来的位置吗？新模型不会通过查看近的神经元放电模式，询问小鼠目前的位置，而是预测1秒，2秒或3秒后的位置。预测结果与基线相比仍然有很好的表现。我们分析的数据可以表示出小鼠的简单行为：在盒子中移动。我们可以将数据划分为两种行为类别：“活跃”/移动，或固定/“静止”。我们能够以75％的平衡精度预测小鼠的当前行为属于哪一类，并且在2秒后仍然具有66％的准确度。这表明我们的海马神经元模型不仅能够编码有关现在的位置信息，还对未来进行某种程度的规划。我们在Schnitzer实验室的合作者正在努力制作更复杂的行为数据集，以便我们应用这些方法。湖北手术机器人，可以咨询位姿科技（上海|）有限公司；

    这些芯片可以用于使某些类型的假肢更具适应性，通过新型高效的事件摄像机为目标跟踪提供动力，为iCub机器人的电子皮肤提供触觉输入，甚至实现桌上足球的自动化。研究人员也一直在使用Loihi来改进机器人系统的实时控制。例如，上周在Telluride神经形态认知工程研讨会的一个活动中，研究人员正努力使用一个基于Loihi的系统来控制一场桌上足球比赛。“这让人觉得很疯狂，”他说。“但这是神经形态技术的一个很好的例证。它必须很快，需要快速响应，快速规划和预期。这就是神经形态芯片擅长的。”从1个Loihi芯片到64个Loihi芯片，更多的是软件问题而不是硬件问题。“我们从一开始就在Loihi芯片中设计了可伸缩性，”Davies说。“该芯片有一个分层的路由接口，允许我们扩展到多达16000个芯片。所以64个只是一小步。”去年，英特尔中国研究院院长宋继强介绍神经拟态芯片LOIHILOIHI芯片由128个计算组成，每个有1024个人工神经元，整个芯片共有超过13万个神经元和。采用异步计算，有需要才被，可以大幅降低能耗。与其他现有神经拟态芯片训练完参数就固定下来不同，LOIHI拥有“自我学习”（self-learning）的能力，它的参数在使用过程中。

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    并以不同的角度向外膨胀——有些动脉瘤在一系列类似电影的图像中不过是一个光点。“寻找动脉瘤是放射科医生费力、关键的任务之一，”放射学副教授、该论文的联合高级作者KristenYeom说，“考虑到复杂的神经血管解剖结构所带来的固有挑战，以及遗漏动脉瘤可能导致的致命后果，这促使我将计算机科学和视觉的进步成果应用于神经成像。”Yeom将这个想法带到了斯坦福机器学习小组运行的AIforHealthcareBootcamp，该小组由计算机科学副教授兼该论文的共同高级作者AndrewNg（吴恩达）领导。小组的挑战是创建一种人工智能工具，可以准确地处理这些大量的3D图像并补充临床诊断实践。HeadXNet团队成员从左到右分别是：AndrewNg，KristenYeom，ChristopherChute，PranavRajpurkar和AllisonPark（图片来源：LACicero）为了训练他们的算法，Yeom与Park和计算机科学研究生ChristopherChute合作，收集了611例头部CT血管造影中检测到的临床意义显着的动脉瘤。“我们手工标记了每一个体素——相当于一个像素的3D图像——是否属于动脉瘤的一部分，”Chute说，“建立训练数据是一项相当艰巨的任务，数据量很大。”经过训练之后，算法确定扫描的每个体素是否存在动脉瘤。

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