西電在光神經(jīng)形態(tài)計(jì)算研究領(lǐng)域取得重要進(jìn)展

11月5日，記者從西安電子科技大學(xué)獲悉：在郝躍院士的指導(dǎo)下，項(xiàng)水英教授團(tuán)隊(duì)在光神經(jīng)形態(tài)計(jì)算研究領(lǐng)域取得重要進(jìn)展，其成果《基于單個(gè)光子脈沖神經(jīng)元的超快避障硬件實(shí)現(xiàn)》已在國(guó)際光學(xué)頂級(jí)期刊發(fā)表。

類腦計(jì)算借鑒了大腦神經(jīng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和信息處理機(jī)制處理信息。人類的大腦是目前自然界中唯一真正的通用智能系統(tǒng)，能夠以極低的能量消耗來(lái)實(shí)現(xiàn)不同的認(rèn)知功能。學(xué)習(xí)大腦的信息處理機(jī)制是構(gòu)建更強(qiáng)大、更通用的機(jī)器智能的途徑。

據(jù)團(tuán)隊(duì)介紹，大多數(shù)自主機(jī)器人導(dǎo)航和避障系統(tǒng)都依賴激光成像探測(cè)、雷達(dá)、高精度GPS等傳感器來(lái)感知與障礙物之間的距離。這些傳感器功耗大、成本高、難以收集相關(guān)目標(biāo)數(shù)據(jù)。而小型無(wú)人機(jī)的有效載荷有限，迫切需要更簡(jiǎn)單的系統(tǒng)架構(gòu)、低功耗的處理。

針對(duì)以上問(wèn)題，團(tuán)隊(duì)提出了基于單個(gè)光子脈沖神經(jīng)元的模擬視覺(jué)神經(jīng)系統(tǒng)超快視覺(jué)避障方法。整個(gè)系統(tǒng)由單個(gè)相機(jī)、激光器和運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元組成，分別模擬人眼的感光細(xì)胞、視網(wǎng)膜神經(jīng)元和大腦。該系統(tǒng)可在沒(méi)有任何事先訓(xùn)練的情況下感知信息，證明了在多種運(yùn)動(dòng)場(chǎng)景下解決避障問(wèn)題的能力，為未來(lái)應(yīng)對(duì)復(fù)雜的避障場(chǎng)景奠定了基礎(chǔ)。該系統(tǒng)可以降低計(jì)算和硬件成本，為載荷有限的小型設(shè)備進(jìn)行超快的避障響應(yīng)提供一個(gè)可行的方案，在自動(dòng)駕駛、無(wú)人機(jī)導(dǎo)航、機(jī)器人等領(lǐng)域的應(yīng)用前景十分廣闊。

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