类脑技术打造低功耗、低延迟新型AI系统，有望让自动驾驶更智能和安全
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麻省理工科技评论-类脑技术打造低功耗、低延迟新型AI系统，有望让自动驾驶更智能和安全
自汽车诞生之日起，人类便开始了对智能汽车的探索与想象。AI 司机、思考型机器、机器人汽车……对于智能汽车的表述众多，而其本质是机器实现感知、决策及操作的过程。100 多年之后，朝着实现自动驾驶的大方向，汽车智能化产业、软硬件迭代不断提速，正在催生新的技术赛道以及巨大的机遇。
其中，模仿人类大脑工作方式的类脑技术，被认为是汽车智能化的创新路径。据 Gartner 预测，至 2025 年，类脑芯片有望成为前沿 AI 部署的引领性计算架构，且有望取代 GPU。Gartner AI 技术专家 Alan Priestley 表示：“行业正在寻找开发 AI 系统的新路径，在降低功耗的情况下。”最近两年，类脑技术进入智能汽车赛道的消息不断传来。
奔驰试水类脑芯片，挖掘能效比、实时性及 ADAS 补充技术
为了让汽车更智能地看、听、理解，一系列视觉、语音等用于辅助驾驶的传感器被更广泛地使用。而为了让汽车的综合感知、计算、运行变得更加灵敏及顺滑，对域控制器、芯片的算力需求也不断提高。
值得注意的是，运转一个超级感知+计算的系统，也意味着每小时相当可观的功耗为支撑。随着新能源汽车的越发普及，汽车厂商变得更加注重智能化与汽车能耗、续航能力之间的关系。以低延迟、低功耗为标志的类脑技术正是在此背景下吸引着厂商跃跃欲试，而奔驰成为了先行者之一。
类脑技术受生物大脑启发，在 90 年代诞生。科学家们关注到昆虫用接近于 0 的算力，却能适应自然环境，进行飞行、觅食、认知、决策及意识，呈现出比现有 AI 强大得多的性能。然而，直到最近数年，摩尔定律、能耗及发热等问题推动着技术专家寻求更高性能的计算、更少的数据、更好的存储技术，类脑技术才越发获得关注，目标在于让设备仿照生物大脑的方式来传递及处理信息，同时仅消耗超低能耗。
IBM、英特尔近年相继研发出模仿人脑的神经拟态研究型芯片。面向应用端的商用类脑芯片研发则由 SynSense 时识科技等创新科技公司主导，并首先聚焦不依赖云，但对效率有着极高要求的边缘计算应用。
据报道，2020 年，奔驰以“研究类脑芯片如何提升能耗、速度以及精准度等汽车相关的人工智能用例”，加入英特尔神经拟态研究社区。2022 年 1 月，奔驰推出 VISION EQXX 概念车，搭载 Brainchip 公司神经形态芯片，并将其用在了唤醒系统中——唤醒速度是传统语音控制的 5-10 倍。据报道，这辆“像人一样思考”的概念车一次充电可行驶超过 1000 公里，2024 年与 2025 年，奔驰推出的新生代和中型车平台打造的下一代产品中的功能和设计，将依托该概念车打造。
此外，近期，奔驰与瑞典辅助驾驶系统开发商 Terranet 展开合作。该合作围绕 Terranet 开发的 Voxelflow 传感器技术，运用了事件相机。据报道，这项技术能够在 5ms 内检测车前方障碍物，作为 ADAS 系统的补充，增强雷达、激光雷达和摄像头系统，提升在车外“鬼探头”等方向的解决方案。Terranet 称该技术将“重新定义安全”，旨在保护汽车内外人员生命，并已经开始路面测试。
宝马探索类脑+智能座舱，动态视觉方案提升安全域高交互
在完全自动驾驶到来之前，汽车先迎来了人机交互方式的智能化——以更精准的手势、人脸、注意力、语音等识别为基础，智能座舱将实现更灵敏的多模态高交互。理想的状态是无需人为介入操作，车内系统便能主动观察、理解、预判人的状态，甚至在人并未意识到自身需求时，便及时给出提示及反应，保证更安全的驾驶。
在传统方案之外，今年 4 月，成立于瑞士的类脑芯片开发商 SynSense 时识科技宣布正在与宝马展开探索，围绕一款结合动态视觉传感器及类脑处理器的 SoC——Speck。
据悉，这款动态视觉 SoC 将主要用于智能座舱方面的探索。“为保证人机共驾，需对驾驶员、安全员以及周边环境进行长时间的持续监控，低功耗类脑芯片能大幅度延长监控时长，做到真正的 always-on，”SynSense 时识科技首席算法工程师 Dylan Muir 在采访中说。
据报道，这款纯端动态视觉解决方案首次在类脑芯片中融合 DVS 事件相机及类脑处理器，模拟图像信息从生物视网膜至大脑的处理方式，是一套很小的“类眼“+“类脑”系统，无需额外摄像头。该方案使用异步电路设计，通过事件驱动特征，打破传统以帧为限的静态视觉限制，仅捕捉画面中的关键信息（事件），可减少 10 至 1000 倍数据，用可低至mW的功耗，完成端上实时视觉交互类任务：比如手势，姿态，意图检测等。
对比传统成像方式，动态视觉技术还带来更高的动态范围，能够应对更恶劣光照条件下的识别，不连接云端、不抓取生物特征的图像，还将更能保护隐私。
2021 年，另一神经拟态视觉解决方案公司普诺飞思与 Xperi 旗下 DTS 公司合作，以事件驱动技术，进行 DMS 类脑解决方案开发。据了解，Xperi 与 Seeing Machines、Smart Eye 等同为 DMS 系统（驾驶员状态监测）开发公司。同样，该方案仅报告光流变化，即最关键的动态信息，如人的面部表情等。对此，Xperi 首席技术官表示：“实时监测不易察觉、感知的面部与眼球动作，能够拯救生命。”
据世界卫生组织的报告显示，80% 的交通事故由疲劳造成，而分心驾驶则造成 25% 的交通事故死亡。随着欧洲 DMS 监管导入，最为关键的驾驶员状态、头部姿势、眼皮张开、视线方向等监测功能，与类脑技术事件驱动、实时监控、低功耗等优势对应。无论汽车迎来何种驾驶方式，减低人为操作的缺点并降低驾驶危险，将是驾驶永恒的核心。
更多企业聚焦类脑+自动驾驶
可以看到的是，奔驰、宝马等汽车巨头与 SynSense 时识科技、普诺飞思、Brainchip 等新兴企业相继在类脑领域展开动作。此外，更多的企业也已经展开了相关试水。有消息称，Ford、Valeo 已着手尝试 ADAS 方向的类脑芯片应用。时识科技也已宣布与武汉大学于 CVPR 联合发布基于类脑事件流与图像帧的合成孔径成像（SAI）技术，对遮挡场景进行多视角拍摄并实现高质量目标成像，对准的正是机器人、自动驾驶等领域深。凭借功耗和实时性方面的特长，类脑技术在高速避障方向上的尝试也有望与摄像头、毫米波及激光雷达等方案形成差异化且互为补充的发展。随着自动驾驶技术逐渐走向成熟，类脑技术必然迎来更多企业尝试挖掘应用价值，其未来表现值得关注。
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