中国青年报客户端北京5月30日电 清华大学精密仪器系的施路平教授团队，提出一种基于视觉原语的互补双通路类脑视觉感知新范式，研制出世界首款类脑互补视觉芯片“天眸芯”。该研究成果的论文“面向开放世界感知、具有互补通路的视觉芯片”作为封面文章，登上5月30日的《Nature》杂志封面文章。

这是该团队继异构融合类脑计算“天机芯”后，第二次登上《Nature》杂志封面，标志着中国在类脑计算和类脑感知方向取得重要突破。

清华大学精密仪器系类脑计算研究团队聚焦类脑视觉感知芯片技术，提出了一种基于视觉原语的互补双通路类脑视觉感知新范式。该范式借鉴了人类视觉系统的基本原理，将开放世界的视觉信息拆解为基于视觉原语的信息表示，并通过有机组合这些原语，模仿人视觉系统的特征，形成两条优势互补、信息完备的视觉感知通路。

基于这一新范式，团队进一步研制出了世界首款类脑互补视觉芯片“天眸芯”。论文通讯作者为清华大学精密仪器系施路平教授和赵蓉教授，精密仪器系博士杨哲宇（现为北京灵汐科技有限公司研发经理）、精密仪器系博士生王韬毅、林逸晗为论文的共同第一作者。清华大学为论文第一单位，合作单位包括北京灵汐科技有限公司。

类脑互补视觉感知芯片“天眸芯” 清华大学供图

随着人工智能的飞速发展，无人驾驶和具身智能等无人系统正在现实社会中不断推广应用。视觉感知作为获取信息的核心途径，发挥着至关重要的作用。然而，在复杂多变且不可预测的环境中，实现高效、精确且鲁棒（即在异常和危险情况下系统生存的能力）的视觉感知依然是一个艰巨的挑战。

在开放世界中，智能系统不仅要处理庞大的数据量，还需要应对各种极端事件，如驾驶中的突发危险、隧道口的剧烈光线变化和夜间强闪光干扰等。传统视觉感知芯片由于受到“功耗墙”和“带宽墙”的限制，在应对这些场景时往往面临失真、失效或高延迟的问题，严重影响了系统的稳定性和安全性。

“天眸芯”在极低的带宽（降低90%）和功耗代价下，实现了每秒10000帧的高速、10bit的高精度、130dB的高动态范围的视觉信息采集。它不仅突破了传统视觉感知范式的性能瓶颈，而且能够高效应对各种极端场景，确保系统的稳定性和安全性。

基于“天眸芯”，团队还自主研发了高性能软件和算法，并在开放环境车载平台上进行了性能验证。在多种极端场景下，该系统实现了低延迟、高性能的实时感知推理，展现了其在智能无人系统领域的巨大应用潜力。

“天眸芯”的成功研制是智能感知芯片领域的一个重大突破。它不仅为智能革命的发展提供了一个强大的技术支持，还为自动驾驶、具身智能等重要应用开辟了新的道路。结合团队在类脑计算芯片“天机芯”、类脑软件工具链和类脑机器人等方面已应用落地的技术积累，“天眸芯”的加入将进一步完善类脑智能生态，有力地推动人工通用智能的发展。

这项研究得到了科技部科技创新2030“脑科学与类脑研究”重大项目和自然基金委的支持，也得到了清华大学/IDG-麦戈文脑科学研究院的支持。（中青报·中青网记者 杨洁）

编辑/田野