近日，清華大學在類腦視覺感知芯片領域取得重要突破：

清華大學依托精密儀器系的類腦計算研究中心施路平教授團隊，提出一種基于視覺原語的互補雙通路類腦視覺感知新范式，研制出世界首款類腦互補視覺芯片“天眸芯”。基于該研究成果的論文《面向開放世界感知、具有互補通路的視覺芯片》（A Vision Chip with Complementary Pathways for Open－world Sensing）作為封面文章，登上5月30日的《自然》雜志。

這是該團隊繼異構融合類腦計算“天機芯”后第二次登上 《自然》雜志封面，標志著在類腦計算和類腦感知兩個方向上均取得重要突破。

5月30日《自然》雜志封面

這一成果與我們的日常生活有哪些關系？據介紹，隨著人工智能的飛速發展，無人駕駛和具身智能等無人系統在現實社會中不斷推廣應用，其中，視覺感知作為獲取信息的關鍵途徑，發揮著至關重要的作用。然而，在復雜多變且不可預測的環境中，實現高效、精確且魯棒的視覺感知依然是一個艱巨的挑戰。

在開放世界中，智能系統不僅要處理龐大的數據量，還需要應對各種極端事件，如駕駛中的突發危險、隧道口的劇烈光線變化、夜間強閃光干擾等。傳統視覺感知芯片由于受到“功耗墻”和“帶寬墻”的限制，在應對這些場景時往往面臨失真、失效或高延遲的問題，嚴重影響系統的穩定性和安全性。

為了克服這些挑戰，清華大學精密儀器系類腦計算研究團隊聚焦類腦視覺感知芯片技術，提出了一種基于視覺原語的互補雙通路類腦視覺感知新范式。該范式借鑒了人類視覺系統的基本原理，將開放世界的視覺信息拆解為基于視覺原語的信息表示，并通過有機組合這些原語，模仿人視覺系統的特征，形成兩條優勢互補、信息完備的視覺感知通路。

基于這一新范式，團隊進一步研制出了世界首款類腦互補視覺芯片“天眸芯”，在極低的帶寬和功耗代價下，實現了每秒10000幀的高速、10bit的高精度、130dB的高動態范圍的視覺信息采集，不僅突破了傳統視覺感知范式的性能瓶頸，而且能夠高效應對各種極端場景，確保系統的穩定性和安全性。

類腦互補視覺感知芯片“天眸芯”

基于“天眸芯”，團隊還自主研發了高性能軟件和算法，并在開放環境車載平臺上進行了性能驗證。在多種極端場景下，該系統實現了低延遲、高性能的實時感知推理，展現了其在智能無人系統領域的巨大應用潛力。

自動駕駛感知演示平臺

據悉，論文通訊作者為清華大學精密儀器系施路平教授和趙蓉教授。研究團隊表示，“天眸芯”的成功研制為自動駕駛、具身智能等重要應用開辟了新的道路。結合團隊在類腦計算芯片“天機芯”、類腦軟件工具鏈和類腦機器人等方面已應用落地的技術積累，“天眸芯”的加入將進一步完善類腦智能生態，有力推動人工通用智能的發展。（趙永新 吳月）

圖為研究團隊（張兆基 攝）