智汇八方话渝州丨35岁的博导 要在这项高科技上对国外“弯道超车”
10-29 16:47:11 来源:上游新闻·重庆晨报

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人物档案

石匆,重庆大学“百人计划”学者、研究员、博士生导师。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,参与主研国家02重大专项、国家973、国家重点自然科学基金、美国国立卫生研究院及美国国防部等多项重大课题,主导完成多款高速视觉图像处理芯片及系统设计。共发表高水平学术论文30余篇,获授权发明专利7项(包括1项美国专利),担任多个高水平国际期刊和会议论文评审人。

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三国时期,诸葛亮发明了木牛流马,如今,人类已经研究出了自动驾驶,从古至今,让“物”具有一部分人的智能,是人类一直以来的梦想。其实早在10年前,国外就开始了类脑神经网络芯片的研究。

来自重庆大学的博士生导师石匆也是心无旁骛,常年扑在这个项目的研究中,在他看来,虽然起步晚,但也要“弯道超车”赶超国外的水平。

设计出国际首款完整类脑视觉功能的芯片

1984年,石匆出生在四川内江, 从高中开始,他就比较喜欢物理。高中毕业后考入哈尔滨工业大学,并于2007年和2009年分别获得学士和硕士学位,学的是电子信息与科学技术专业,那时候,“人工智能”这四个字还鲜为人知,处于萌芽状态。2014年,石匆在清华大学获得博士学位(与中国科学院半导体研究所联合培养),2015年—2018年在哈佛大学医学院从事博士后研究工作,2018年底回国,2019年2月加入重庆大学,是重庆大学“百人计划”学者、研究员和博士生导师。在重庆大学沙坪坝校区主教学楼见到石匆时,他仍然行色匆匆。他刚参加完一个学术研讨会,当然也和他的研究有关。

“目前我的研究方向是高速类脑脉冲神经网络芯片设计?!笔腋嫠呱嫌涡挛拧ぶ厍斐勘钦?,之所以选择在这个方向上进行研究,是因为他之前两个重要的学术创新成果给予的灵感,同时也构成了这个方向的研究基础。

看上去比较腼腆内敛的石匆话也不多,但只要说到他的专业,就变得特别自信,话匣子也就自然打开了。他表示,自己在读博期间设计的高速类脑视觉芯片是国际首款具有完整类脑视觉功能的芯片,它同时具备了高速图像采集、并行图像处理、快速特征识别的功能。

“总的来说,这款芯片功能完备、处理速度快、功耗低,将国际视觉芯片研究水平推向了新的高度?!笔宜?,该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,获得了包括国内外院士在内的众多专家学者的积极评价,这也给了他足够的信心。

博士后期间 进行三年多跨学科融合创新研究

为了更加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,进行了三年多的跨学科融合创新研究。

研究期间,其中一项重要成果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(Field Programmable Gate Array,是在PAL、GAL等可编程器件的基础上进一步发展的产物)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。这两个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?!罢饬娇钚酒芯薮蟮牟祷绷?,目前正在和一些高新技术企业合作洽谈?!笔宜?,“但以上两款芯片的功能是独立的,而实际人脑中这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?!币虼?,石匆选择了高速类脑脉冲神经网络芯片设计这一个方向,希望能够将类脑识别与运动感知这两个功能整合在一起,只使用一个芯片就能够完成这两个功能,这样在功能上就更接近人的大脑,以便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。

而之所以选择基于脉冲型信息处理机制的神经网络芯片,是因为脉冲神经网络采用完全模拟人脑中使用稀疏的电脉冲作为神经元之间信息传递的方式,具有很高的能量效率,功耗相比传统的深度神经网络大大降低,因此其更适合在边缘设备(例如监控摄像头、手机等)实现实时推理与计算。实际上,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。

潜心研究 用 “弯道超车”的方式赶超国外

“简单来说,我研究的目的就是,尽可能设计出能完成人类大脑视觉方面主要功能的智能化芯片?!笔宜?。来到重庆大学后,他组建了团队,致力于高速类脑脉冲神经网络芯片的设计。虽然起步比国外晚,但他希望能够“弯道超车”赶超国外。

在他看来,之所以选择来到重庆,最直接的原因就是重庆在引进人才的政策上非常有吸引力,能大力支持实现前沿研究所需的科研和生活条件,不仅提供了丰厚的科研启动资金、住房优惠购买和租房补贴,还能帮助解决子女的教育问题。

“这些好政策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?!笔宜?,他很看好重庆的发展方向。近几年,国家大力扶持集成电路产业,重庆也不例外。重庆对于集成电路产业的重视与支持,能够吸引到更多这个行业的人才与公司,促进产学研同步推进。在推进科学研究的同时也能与企业合作,实现双赢,从而更好的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,为实现中华民族的伟大复兴尽一份力。

上游新闻·重庆晨报记者 黎静

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