Các nhà khoa học Trung Quốc đã tuyên bố phát triển thành công chip thị giác lấy cảm hứng từ não bộ đầu tiên trên thế giới, mang tên Tianmouc, với tiềm năng ứng dụng rộng rãi trong các phương tiện tự hành và lĩnh vực quốc phòng. Nhóm nghiên cứu thuộc Đại học Thanh Hoa ở Bắc Kinh khẳng định chip này có tốc độ xử lý hình ảnh kỷ lục, đạt cảm biến tốc độ cao lên tới 10.000 khung hình mỗi giây và độ phân giải không gian ấn tượng, đồng thời tiêu thụ điện năng thấp.

Tiến sĩ Wang Taoyi, thành viên của nhóm nghiên cứu, cho biết chip Tianmouc đạt độ trễ 0,1 mili giây trong các phương tiện tự lái. Giáo sư Shi Luping, người đứng đầu dự án tại Đại học Thanh Hoa, chia sẻ: “Đây là một con chip tri giác, không phải con chip điện toán, dựa trên lộ trình kỹ thuật ban đầu của chúng tôi. Con chip này mang đến những hướng đi mới cho tiến bộ trong lĩnh vực xe tự lái và quốc phòng, giải quyết một số vấn đề khó khăn nhất hiện nay và mở đường cho nhiều ứng dụng mới”.

Chip Tianmouc đã được công bố trên tạp chí Nature vào ngày 30/5/2024, với Giáo sư Shi và Giáo sư Zhao Rong là các tác giả nghiên cứu. Chip này có khả năng xử lý khối lượng dữ liệu khổng lồ và đối phó với các sự kiện cực đoan như thay đổi ánh sáng đáng kể ở lối vào đường hầm, một điểm yếu thường gặp ở các chip truyền thống.

Các nhà khoa học cho biết Tianmouc được lấy cảm hứng từ thị giác của con người, phân tích thông tin hình ảnh theo hai đường: một cho nhận thức và một cho phản ứng nhanh. Điều này giúp chip có khả năng phản ứng nhanh với các tình huống bất ngờ mà không cần phải nhìn rõ vật thể như chip thị giác truyền thống.

Trong bối cảnh AI phát triển nhanh chóng, các hệ thống tự hành như lái xe tự động và trí tuệ nhân tạo (AI) nhúng đang ngày càng được ứng dụng trong các tình huống thực tế, dẫn đến một làn sóng cách mạng công nghệ và chuyển đổi công nghiệp mới. Thị giác là một phương tiện cốt lõi để thu thập thông tin, đóng vai trò quan trọng trong các hệ thống thông minh này. Tuy nhiên, việc đạt được thị giác hiệu quả, chính xác và mạnh mẽ trong các môi trường đa dạng và không thể đoán trước vẫn là một thách thức.

Trong các kịch bản mở, hệ thống thông minh phải không chỉ xử lý lượng dữ liệu khổng lồ mà còn phải đối phó với các sự kiện cực đoan như nguy hiểm bất ngờ, thay đổi đột ngột về ánh sáng tại lối vào đường hầm và nhiễu mạnh vào ban đêm trong các tình huống lái xe. Các chip thị giác truyền thống, bị giới hạn bởi “bức tường công suất” và “bức tường băng thông”, thường gặp vấn đề méo mó, lỗi hoặc độ trễ cao khi xử lý các kịch bản này, ảnh hưởng nghiêm trọng đến tính ổn định và an toàn của hệ thống.

Để giải quyết các thách thức này, Trung tâm Nghiên cứu Máy tính Lấy Cảm hứng từ Não (CBICR) tại Đại học Thanh Hoa đã tập trung vào các công nghệ cảm biến thị giác lấy cảm hứng từ não, đề xuất một mô hình cảm biến bổ sung tiên tiến, bao gồm biểu diễn dựa trên nguyên bản và hai đường thị giác bổ sung. Dựa trên nguyên tắc cơ bản của hệ thống thị giác con người, phương pháp này phân tích thông tin thị giác thành các biểu diễn nguyên bản, kết hợp để tái tạo các đặc điểm của hệ thống thị giác con người, hình thành hai đường thị giác bổ sung và hoàn thiện.

Dựa trên mô hình này, CBICR đã phát triển chip thị giác bổ sung lấy cảm hứng từ não đầu tiên trên thế giới, Tianmouc. Chip này đạt tốc độ thu thập thông tin thị giác cao lên tới 10.000 khung hình mỗi giây, độ chính xác 10-bit và dải động cao 130 dB, đồng thời giảm băng thông tới 90% và duy trì tiêu thụ điện năng thấp. Nó không chỉ vượt qua các nút thắt hiệu suất của các mô hình cảm biến thị giác truyền thống mà còn xử lý hiệu quả các kịch bản cực đoan khác nhau, đảm bảo tính ổn định và an toàn của hệ thống.

Sử dụng chip Tianmouc, nhóm nghiên cứu đã phát triển phần mềm và thuật toán hiệu suất cao, thử nghiệm trên một nền tảng nhận thức gắn trên xe chạy trong môi trường mở. Trong các kịch bản cực đoan khác nhau, hệ thống đã thể hiện khả năng nhận thức thời gian thực với độ trễ thấp và hiệu suất cao, chứng minh tiềm năng to lớn cho các ứng dụng trong lĩnh vực hệ thống không người lái thông minh.

Sự phát triển thành công của Tianmouc đánh dấu một bước đột phá quan trọng trong lĩnh vực chip cảm biến thị giác. Nó không chỉ cung cấp sự hỗ trợ công nghệ mạnh mẽ cho sự tiến bộ của cuộc cách mạng trí tuệ mà còn mở ra những hướng đi mới cho các ứng dụng quan trọng như lái xe tự hành và AI nhúng. Kết hợp với nền tảng công nghệ đã có trong các chip tính toán lấy cảm hứng từ não như “Tianjic”, các công cụ và robot lấy cảm hứng từ não của CBICR, Tianmouc sẽ tiếp tục nâng cao hệ sinh thái trí tuệ lấy cảm hứng từ não, mạnh mẽ thúc đẩy sự tiến bộ của AI.

Nghiên cứu này đã được đăng tải trên tạp chí Nature số ra ngày 30/5/2024, đánh dấu lần thứ hai nhóm nghiên cứu được vinh danh trên bìa của Nature sau công trình về chip tính toán lấy cảm hứng từ não “Tianjic”. Thành tựu này thể hiện những bước đột phá cơ bản trong cả hai lĩnh vực tính toán và cảm biến lấy cảm hứng từ não.

P.A.T (NASATI), theo SCMP và https://autotech.news/, 6/2024