Un chip de visión de vanguardia lleva la percepción similar al ojo humano a las máquinas

Con el rápido avance de la inteligencia artificial, los sistemas no tripulados, como la conducción autónoma y la inteligencia incorporada, se promueven y aplican continuamente en escenarios del mundo real, lo que lleva a una nueva ola de revolución tecnológica y transformación industrial. La percepción visual, un medio central de adquisición de información, juega un papel crucial en estos sistemas inteligentes. Sin embargo, lograr una percepción visual eficiente, precisa y sólida en entornos dinámicos, diversos e impredecibles sigue siendo un desafío abierto.

En escenarios de mundo abierto, los sistemas inteligentes no sólo deben procesar grandes cantidades de datos, sino también manejar diversos eventos extremos, como peligros repentinos, cambios drásticos de luz en las entradas de los túneles y fuertes interferencias de destellos nocturnos en escenarios de conducción.

Los chips de detección visual tradicionales, limitados por el «muro de potencia» y el «muro de ancho de banda», a menudo enfrentan problemas de distorsión, fallas o alta latencia cuando se enfrentan a estos escenarios, lo que afecta gravemente la estabilidad y seguridad del sistema.

Para abordar estos desafíos, el Centro de Investigación en Computación Inspirada en el Cerebro (CBICR) de la Universidad de Tsinghua se ha centrado en tecnologías de detección de visión inspiradas en el cerebro y ha propuesto un paradigma innovador de detección complementaria que comprende una representación basada en primitivas y dos vías visuales complementarias.

El trabajo de investigación basado en estos resultados, «Un chip de visión con vías complementarias para la detección del mundo abierto«, apareció como artículo de portada de Naturaleza en la edición del 30 de mayo de 2024.

Inspirado en los principios fundamentales del sistema visual humano, este enfoque descompone la información visual en representaciones visuales de base primitiva. Al combinar estos primitivos, imita las características del sistema visual humano, formando dos vías de percepción visual complementarias y con información completa.

Basado en este nuevo paradigma, CBICR ha desarrollado el primer chip de visión complementaria del mundo inspirado en el cerebro, Tianmouc. Este chip logra una adquisición de información visual de alta velocidad a 10.000 fotogramas por segundo, una precisión de 10 bits y un alto rango dinámico de 130 dB, al mismo tiempo que reduce el ancho de banda en un 90% y mantiene un bajo consumo de energía. No solo supera los cuellos de botella de rendimiento de los paradigmas tradicionales de detección visual, sino que también maneja de manera eficiente diversos escenarios extremos, garantizando la estabilidad y seguridad del sistema.

Aprovechando el chip Tianmouc, el equipo desarrolló software y algoritmos de alto rendimiento y validó su rendimiento en una plataforma de percepción montada en un vehículo que se ejecuta en entornos abiertos. En varios escenarios extremos, el sistema demostró percepción en tiempo real de alto rendimiento y baja latencia, mostrando su inmenso potencial para aplicaciones en el campo de los sistemas inteligentes no tripulados.

El exitoso desarrollo de Tianmouc es un avance significativo en el campo de los chips de detección visual. No sólo proporciona un fuerte apoyo tecnológico para el avance de la revolución inteligente, sino que también abre nuevas vías para aplicaciones cruciales como la conducción autónoma y la inteligencia incorporada.

Combinada con la base tecnológica establecida de CBICR en chips informáticos inspirados en el cerebro como Tianjic, cadenas de herramientas y robótica inspirada en el cerebro, la incorporación de Tianmouc mejorará aún más el ecosistema de inteligencia inspirado en el cerebro, impulsando poderosamente el progreso de la inteligencia artificial general.