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国际研究团队发明仿生芯片帮助机器人和自动驾驶汽车更快地对运动做出反应

盖世汽车刘丽婷 2026-02-13 14:17:39

盖世汽车讯目前机器人视觉和自动驾驶汽车面临的问题是处理视觉信息存在显著延迟。虽然当今顶尖的人工智能程序能够准确识别物体，但其计算过程极其复杂，可能需要长达半秒才能完成。这听起来似乎不多，但在高速公路上，即使只有一秒的延迟，也意味着汽车在开始做出反应之前已经行驶了27米。这样的反应时间太长、太慢了。

图片来源：期刊《Nature Communications》

据外媒报道，发表在期刊《Nature Communications》上的一项新研究显示一个国际团队发明出仿生芯片，且机器人和自动驾驶汽车可能很快就能受益于这种新型的类脑硬件，据称这种硬件能够比人类更快地检测运动并做出反应。相关研究论文详细介绍了研究团队如何构建其神经形态时间注意力硬件系统，以加快自动驾驶的决策速度。

模仿人类视觉

为了解决反应时间过长的问题，研究团队没有修改软件，而是着手开发硬件解决方案，并模拟人类视觉的工作原理。当人类观察某个场景时，视觉系统并不会立即分析所有细节。它首先检测亮度和运动的变化，然后再处理更复杂的细节。

研究人员制造出一种芯片，其功能与此基本相同。该芯片包含一个4x4的专用晶体管阵列，用作滤波器。它无需将整个视频发送到主计算机，而是识别场景中的关键变化。由于计算机只需查看这些区域，而不是整个图像，因此整个视觉系统的运行速度更快。

在实验室测试中，这套新系统处理运动数据的速度比目前最先进的算法快四倍。因此，该硬件将视觉处理时间缩短至约150毫秒，大致处于人类视觉感知的时间范围内。

更快的反应速度

该团队还在汽车、无人机和机械臂上测试了他们的技术。对于汽车，该系统将感知和运动相关任务的效率提高了高达213.5%；对于无人机，该系统缩短了视觉处理时间，从而实现了更快的反应速度和导航决策。对于机械臂，该系统在抓取高速运动物体的成功率方面提高了高达740.9%。

“我们的方法优于现有算法，在保持或提高运动预测、物体跟踪和分割精度的同时，处理速度平均提高了4倍，”研究人员评论道。

在成功进行测试后，研究人员希望将芯片从实验室环境转移到更大规模的版本，以便将其集成到自动驾驶汽车和工业机器人中。