新火種
2023-09-26 
機器狗裝上類腦芯片建設中的“數智人大學”自研AI平臺讓科研范式換賽道
最近，在華東師范大學，一只機器狗在沒有任何外部存儲器或計算單元的情況下，實現了像人一樣的看圖識路。原來，其中的核心是一枚“感、存、算”一體的類腦視覺演示芯片，將探測、存儲和信息處理三大功能全部整合在探測器中，使得探測器不僅可以看見東西，而且可以類似人腦進行思考，智能判斷眼前所見。
理科大樓。徐瑞哲攝
當人工智能（AI）比以往任何時候都來得更快，它正不可逆地改變著科研范式。作為引領育人創新的綜合性研究型大學，華東師范大學以自研AI平臺全面促進范式轉型，從類腦芯片開發、“數智人大學”構建到智能教育應用，再到與臨港實驗室合作共建藥學院從事AI藥物設計與制造，他們另辟蹊徑加速打磨出令人意想不到的新爆款。
擬人化人工智能算法設計
【智能硬件系統基于新質材料】
“提供ChatGPT服務的OpenAI公司，今年1月的用電量被估計相當于17.5萬個家庭一年的用電量。”首屆博士后創新人才計劃引進到校的田博博博士，正在段純剛教授類腦團隊中開展類腦器件研究，“相比之下，人的大腦功耗不到20瓦，吃一碗面條就可以支撐一下午的學習和工作。”
微納中心制備類腦器件
解放日報·上觀新聞記者發現，剖析機器狗身上的這枚類腦芯片，它甚至不是傳統的“硅基”，而是基于新質材料體系——鐵電材料的智能硬件系統。也就是說，與數字計算機本質不同，他們團隊正在開發的類腦芯片，是電子神經元和電子突觸等構成的類腦智能硬件，可以模仿人腦的工作方式，有潛力解決AI算力瓶頸和能耗支撐難題，這也是國家“十四五”規劃科技攻關重要方向之一。
麗娃河畔。徐瑞哲攝
團隊研究發現，鐵電材料體系的特征與機制，與生物神經元突觸“權重漸變”的調節過程極為類似，具有速度快、能耗低、耐疲勞等獨特優勢，形成類腦硬件最有希望的途徑之一。從“鐵電人工突觸固態器件”，到“鐵電效應的感存算一體類腦芯片”，他們牽頭新成立上海類腦智能材料與器件研究中心，承接了上海張江國家自主創新示范區專項發展資金重大項目。通過對類腦視覺芯片性能的進一步優化，有望在智能安防、智慧樓宇、小微機器人、無人駕駛、無人機等領域落地一波場景應用。
虛擬現實技術實驗平臺
【“數智人大學”重塑育人過程】
從硬件到軟件，人工智能給高等學府研究者帶來的沖擊，也重塑再造著育人過程。因為，大教授“真身”擁有元宇宙里的“化身”，這還不只是虛擬人、數字人的進化形態，也是生物人的育成趨勢。華東師大校長錢旭紅院士透露，“我們未來可能建成全球首個‘數智人’教育平臺——數智人大學，采用文理工大跨度交叉、虛擬與現實深度融合方式，建立數智人的關鍵技術標準，打造數智人的標準化應用與數據庫，不斷完善‘數智化’評價治理體系。”
“數智人”示意模型
全球諸多頭部科技企業都在研發和推出自己的“數智人”平臺，而在“中國哲學社會科學國際化研究前沿”跨學科項目中，華東師大3年前就首提“數智人”概念，結合教育、管理、心理、大數據、計算機等學科基礎先行探索。今年，學校元宇宙與數智人實驗室支持SMG融媒體中心，以類數智人方式合作制作出中國首檔元宇宙資訊節目——《早安元宇宙》，獲評廣電總局“2023年第一季度創新創優節目”。
《早安元宇宙》
師大校內，已有真人教授的高仿真數智人，用于教學視頻的智能化生成，制作出教育部產學合作協同育人項目數據分析課程。來自心理與認知科學學院的蒯曙光教授從事擬人化人工智能算法設計，他在非傳統科研的第五范式——“人工智能驅動的科學研究（AI4S）”基礎上，進一步提出AI For Social Science（AI4SS），即AI驅動社會科學研究，相信這些被賦予數智能力的“新人類”，通過算法模型形成虛擬社會，將對人文社會科學發展影響巨大。
數據分析課程
【首創大語言模型介入教育輔導】
AI+教育，不是簡單和數，而是幾何倍數。隨著通用人工智能加速賦能千行百業，工業化時代大規模批量化人才培養的模式，轉向大規模因材施教人才培養的模式，更呼喚人才培養的模式創新和高質量提升。
自適應學習關鍵技術及系統
智能教育學科建設中，上海市教委與華東師大合作成立上海智能教育研究院，“華東師范大學智能教育實驗室”入選教育部首批哲學社會科學實驗室（培育），智能教育學科也成為上海市Ⅳ類高峰學科，目前正在重點建設中。據悉，華東師大已建構出國內首個大模型綜合教育能力評測框架，研制出教育大模型“EduChat”，成為我國第一個專門面向教育領域的大語言模型。同時，其研發的“小花獅作文智能輔導系統”介入教學個體，整合了生成性大語言模型技術，成功完成中小學3到9年級作文的全面智能化評估及反饋。
高品質課堂智能分析系統：課堂畫像
“AI大模型快速迭代發展，對我們這樣以教育學科、文理基礎學科和信息學科見長的學校而言，必須勇于探索前沿科技及其對育人模式和研究范式等的多方面影響。”校黨委書記梅兵研究員表示，當前全校上下錨定卓越航標，圍繞“兩個先行先試”，以推動更高質量發展為主題，以推進“三大卓越工程”為重點，以“五個一流行動計劃”為支撐，構建卓越育人、卓越學術、卓越服務融通共進的新發展格局，為貫通實施科教興國戰略、人才強國戰略、創新驅動發展戰略，探索新路徑、做出新貢獻。
（文章來源：上觀新聞）
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