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清華研發仿視神經AI晶片 讓無人機學果蠅飛行

中央社
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國立清華大學電機系、生命科學系教授率領團隊研發仿生物視覺神經的AI晶片,讓無人機模仿果蠅,自動閃避障礙物飛行,未來可應用在無人車、機器手臂等領域。

清華大學研發仿視神經AI晶片國立清華大學電機系教授鄭桂忠(前右3)、生命科學系教授羅中泉(前左2)率領團隊研發仿生物視覺神經的AI晶片,讓無人機模仿果蠅,自動閃避障礙物飛行。(清華大學提供)中央社記者魯鋼駿傳真 109年1月31日

▲國立清華大學電機系教授鄭桂忠(前右3)、生命科學系教授羅中泉(前左2)率領團隊研發仿生物視覺神經的AI晶片,讓無人機模仿果蠅,自動閃避障礙物飛行。(圖/中央社)

清華今天發新聞稿表示,無人裝置過去多利用發射並接收反射的電磁波、紅外線等方式避開障礙物,相當耗電,且許多裝置同時運作時易互相干擾,科學家嘗試用光學鏡頭分析影像避障,但需處理的資訊量太大,速率難以提升。

專研仿神經系統的清華電機系教授鄭桂忠於稿中表示,要突破目前AI人工智慧發展的限制,一定要向生物取經,於是他找研究果蠅大腦的羅中泉,師法果蠅的視神經系統,共同研發出仿昆蟲視覺的省電、高效率AI晶片。

鄭桂忠指出,果蠅眼睛的像素很低,大腦會自動過濾掉不重要的資訊,處理收到的輪廓、對比等視覺訊號,如在飛行時忽略不動的山川、建築,只把焦點集中在會移動、且快撞上的物體。

鄭桂忠說,研究團隊將上述果蠅特性應用在AI晶片上,運用手勢操作無人機飛行,例如比出5手勢無人機會向前飛,比出2手勢無人機會停下,電腦只要識別手指邊緣輪廓即可,節省大量運算資源。

清華生科系教授羅中泉於稿中指出,「光流」是生物移動時周遭景物在視野中所留下的相對運動軌跡,大腦可藉由分析光流了解周遭物體的距離;應用在無人機上,就能在飛行時避開障礙物。

羅中泉表示,仿果蠅視神經偵測「光流」所開發出的AI網路,只要用數十個神經元,就可取代需要大量CPU運算的傳統數學演算法,達到高效避障,相當省電。

清大指出,團隊研發仿神經元突觸的AI晶片,可以在記憶體內直接進行計算,效率大為提升。

清大表示,研究團隊獲得科技部射月計畫、工研院計畫、清華校內競爭型團隊計畫的支持,並與無人機業界龍頭經緯航太產學合作。

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