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扎根重庆的哈佛博士后石匆:要让类脑芯片实现“弯道超车”

杏耀-杏耀娱乐-杏耀官网_杏耀平台代理 时间:2019年11月26日 16:29

  人物档案: 石匆:重庆大学“百人计划”学者,研究员,博士生导师,清华大学博士,哈佛大学医学院博士后。长期从事智能视觉图像处理芯片架构、电路及算法研究,主持重庆市自然科学基金重点项目1项,主研或参与国家02重大专项、国家973项目、国家重点自然科学基金项目,主导完成多款高速视觉图像处理芯片及系统设计。杏耀平台

  今年2月,34岁的石匆加入重庆大学,主攻高速类脑脉冲神经网络芯片设计。在这位哈佛大学博士后看来,选择扎根重庆,是因为重庆给他提供了从事前沿科技研究的条件,同时给了他最好的生活安排,让他能够心无旁骛地投入到科研之中。

  石匆出生在四川内江。在他十岁时,父母给他买了一台当时流行的学习机。空闲时他就开始自学基础的basic编程语言。两个月后,他就用学习机开发了一套简单的小游戏程序出来。

  基于浓厚的兴趣,此后,这位学霸大学时期选择了电子类相关的专业进行学习。在哈尔滨工业大学获得学士和硕士学位之后,2014年又在清华大学顺利获得博士学位,读博期间在中国科学院半导体所进行联合培养。之后又去到哈佛大学医学院从事博士后研究工作。

  今年2月份,石匆回国来到重庆大学,开始研究高速类脑脉冲神经网络芯片设计,他所研究的这一领域,在国际学术界也被公认是“难啃的骨头”。为何依然选择在这个方向上前进,“我之前两个重要的学术创新成果给予了我一些灵感,同时也具备研究基础。”

  在国内读博期间,石匆设计了国际首款具有完整类脑视觉功能的芯片,它具备高速图像采集、并行图像处理、快速特征识别的功能,同时处理速度快、功耗低,这一成果也发表在具有国际集成电路设计奥林匹克大会之称的ISSCC上,获得国内外院士在内的众多专家学者的积极评价,被认为是将国际视觉芯片研究水平推向了新的高度。

  后来,为了进一步深入理解人类视觉的生理机制,研究设计出功能更加强大的类脑视觉处理系统,博士毕业后石匆又来到哈佛大学医学院的Schepens眼科视觉研究中心从事博士后研究工作,进行了长达三年多的跨学科融合创新研究。在此期间,其中一项重要成果就是研究提出了全类脑运动感知片上系统设计技术,并基于FPGA实现了芯片原型,这也是国际上首款全类脑运动感知片上系统。

  “这两项研究成果,可以大致理解为,前者实现了仿大脑视觉皮层腹侧通路的物体识别功能,后者实现了仿大脑视觉皮层背侧通路的运动感知功能。”石匆透露,目前这两款芯片均有巨大的产业化潜力,正在和部分高新技术企业合作洽谈。

  “我此前研究的两款芯片的功能是独立的,现在我主攻的方向就是将类脑识别与运动感知这两个功能整合在一起,让一款芯片同时实现两个功能。”石匆解释,人脑中两条视觉通路在功能上是相互促进的,比如一个低视力患者,对运动目标的辨识能力远远超过静止目标。

  “人脑有多达约860亿神经元,且能快速完成非常复杂的识别、分析、推理、感知等任务,但功耗只有20W,仅相当于一只电灯泡。”在他看来,如果用同一芯片实现两个功能的整合,无疑更接近人脑,就可以胜任更多的应用场景,比如场景识别、文字理解、异常监控、实时人机交互、工业自动化、智能驾驶等等。此外,脉冲神经网络具有能量高、功耗低的优势,更适合安装在如监控摄像头、手机等边缘设备上,实现实时推理与计算。

  目前,包括美国IBM公司、英国曼彻斯特大学、美国斯坦福大学、德国德累斯顿工业大学、瑞士苏黎世联邦理工大学、美国英特尔公司等欧美知名大学、研究机构和公司都在进行类脑神经网络芯片研究,国内清华大学、北京大学、浙江大学也在该领域取得了一定影响力的研究成果。

  “现在这一研究领域仍然面临很多关键性技术难题,也是限制其大规模应用的原因所在。”在石匆看来,要实现“弯道超车”,不能单一“拼速度”,还要“做特色”,利用目前半导体工艺技术的优势和人工智能理论的发展,设计出真正实用化的类脑神经网络芯片,推动相关产业升级,促进经济增长,方便人们的生活。

  据悉,此次作为重庆大学“百人计划”学者和重庆高层次人才,石匆也得到科研启动资金、博士生导师资格、住房优惠购买和租房补贴,同时帮助解决未来子女的教育问题,“这些政策为我提供了良好的科研平台,解决了我的后顾之忧,让我能够心无旁骛地投入到科学研究中。”目前,他已经获批主持一项重庆市自然科学基金重点项目。

  在回国前,石匆也关注到重庆的发展方向。“近几年,国家大力扶持集成电路产业。重庆市对于集成电路产业的发展尤为重视与支持,也是吸引我的原因之一。”在他看来,重庆的政策和平台,将吸引更多相关行业公司向重庆聚集,同时有更多优秀人才愿意扎根重庆、服务重庆,促进产学研同步推进,实现多赢。另一方面,也将更快更好地推动国家集成电路领域发展,逐步解决“卡脖子”的关键技术难题。

  人物档案: 石匆:重庆大学“百人计划”学者,研究员,博士生导师,清华大学博士,哈佛大学医学院博士后。长期从事智能视觉图像处理芯片架构、电路及算法研究,主持重庆市自然科学基金重点项目1项,主研或参与国家02重大专项、国家973项目、国家重点自然科学基金项目,主导完成多款高速视觉图像处理芯片及系统设计。

  今年2月,34岁的石匆加入重庆大学,主攻高速类脑脉冲神经网络芯片设计。在这位哈佛大学博士后看来,选择扎根重庆,是因为重庆给他提供了从事前沿科技研究的条件,同时给了他最好的生活安排,让他能够心无旁骛地投入到科研之中。

  石匆出生在四川内江。在他十岁时,父母给他买了一台当时流行的学习机。空闲时他就开始自学基础的basic编程语言。两个月后,他就用学习机开发了一套简单的小游戏程序出来。

  基于浓厚的兴趣,此后,这位学霸大学时期选择了电子类相关的专业进行学习。在哈尔滨工业大学获得学士和硕士学位之后,2014年又在清华大学顺利获得博士学位,读博期间在中国科学院半导体所进行联合培养。之后又去到哈佛大学医学院从事博士后研究工作。

  今年2月份,石匆回国来到重庆大学,开始研究高速类脑脉冲神经网络芯片设计,他所研究的这一领域,在国际学术界也被公认是“难啃的骨头”。为何依然选择在这个方向上前进,“我之前两个重要的学术创新成果给予了我一些灵感,同时也具备研究基础。”

  在国内读博期间,石匆设计了国际首款具有完整类脑视觉功能的芯片,它具备高速图像采集、并行图像处理、快速特征识别的功能,同时处理速度快、功耗低,这一成果也发表在具有国际集成电路设计奥林匹克大会之称的ISSCC上,获得国内外院士在内的众多专家学者的积极评价,被认为是将国际视觉芯片研究水平推向了新的高度。

  后来,为了进一步深入理解人类视觉的生理机制,研究设计出功能更加强大的类脑视觉处理系统,博士毕业后石匆又来到哈佛大学医学院的Schepens眼科视觉研究中心从事博士后研究工作,进行了长达三年多的跨学科融合创新研究。在此期间,其中一项重要成果就是研究提出了全类脑运动感知片上系统设计技术,并基于FPGA实现了芯片原型,这也是国际上首款全类脑运动感知片上系统。

  “这两项研究成果,可以大致理解为,前者实现了仿大脑视觉皮层腹侧通路的物体识别功能,后者实现了仿大脑视觉皮层背侧通路的运动感知功能。”石匆透露,目前这两款芯片均有巨大的产业化潜力,正在和部分高新技术企业合作洽谈。

  “我此前研究的两款芯片的功能是独立的,现在我主攻的方向就是将类脑识别与运动感知这两个功能整合在一起,让一款芯片同时实现两个功能。”石匆解释,人脑中两条视觉通路在功能上是相互促进的,比如一个低视力患者,对运动目标的辨识能力远远超过静止目标。

  “人脑有多达约860亿神经元,且能快速完成非常复杂的识别、分析、推理、感知等任务,但功耗只有20W,仅相当于一只电灯泡。”在他看来,如果用同一芯片实现两个功能的整合,无疑更接近人脑,就可以胜任更多的应用场景,比如场景识别、文字理解、异常监控、实时人机交互、工业自动化、智能驾驶等等。此外,脉冲神经网络具有能量高、功耗低的优势,更适合安装在如监控摄像头、手机等边缘设备上,实现实时推理与计算。

  目前,包括美国IBM公司、英国曼彻斯特大学、美国斯坦福大学、德国德累斯顿工业大学、瑞士苏黎世联邦理工大学、美国英特尔公司等欧美知名大学、研究机构和公司都在进行类脑神经网络芯片研究,国内清华大学、北京大学、浙江大学也在该领域取得了一定影响力的研究成果。

  “现在这一研究领域仍然面临很多关键性技术难题,也是限制其大规模应用的原因所在。”在石匆看来,要实现“弯道超车”,不能单一“拼速度”,还要“做特色”,利用目前半导体工艺技术的优势和人工智能理论的发展,设计出真正实用化的类脑神经网络芯片,推动相关产业升级,促进经济增长,方便人们的生活。

  据悉,此次作为重庆大学“百人计划”学者和重庆高层次人才,石匆也得到科研启动资金、博士生导师资格、住房优惠购买和租房补贴,同时帮助解决未来子女的教育问题,“这些政策为我提供了良好的科研平台,解决了我的后顾之忧,让我能够心无旁骛地投入到科学研究中。”目前,他已经获批主持一项重庆市自然科学基金重点项目。

  在回国前,石匆也关注到重庆的发展方向。“近几年,国家大力扶持集成电路产业。重庆市对于集成电路产业的发展尤为重视与支持,也是吸引我的原因之一。”在他看来,重庆的政策和平台,将吸引更多相关行业公司向重庆聚集,同时有更多优秀人才愿意扎根重庆、服务重庆,促进产学研同步推进,实现多赢。另一方面,也将更快更好地推动国家集成电路领域发展,逐步解决“卡脖子”的关键技术难题。

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