赋予下一代芯片人脑神经功能

李黄龙 清华大学精密仪器系副教授

脑科学和信息学是当今国际科学研究的两大热点，类脑计算是两大学科相结合的新兴领域。2021年，“中国脑计划”正式启动，类脑计算是其中一个重要组成部分。

在清华大学校园内，有一辆能自由漫步的无人自行车。它智能的核心是一块模拟了人脑神经网络结构的类脑计算芯片，这块芯片是清华大学类脑计算研究中心来自7个不同院系数十名师生7年呕心沥血的研究换来的成果。

我有幸参与了这项研究，并承担了从底层元器件上对芯片进行颠覆性再设计的研究任务。

人脑和计算机很大的区别在于，静态的0和1让计算机变得精确，而动力学使人脑更智能、更高效。长、短期记忆动力学的共存是人类认知功能的一个基础，它们分别来自不同的神经细胞机制、发生在不同的神经细胞部位。

而传统的半导体器件的功能一般建立在单一物理机制上，因此想要模拟同时存在的两种人脑记忆功能非常困难，何况还是动力学功能。

我要做的就是让类脑计算半导体器件也像神经细胞那样具备不同的物理机制，然后各司其职、形成合力。

在生物原理的启发下，我提出了一种动力学神经形态晶体管技术，使得长、短期记忆动力学功能可以在单个器件中集成地模拟，解决了领域内的一个关键技术难题。

未来，类脑计算有望像几十年前诞生的数字计算机那样，再度改变我们的生活和工作方式。