四方英雄華山論劍—臺大系統晶片中心Neurobiologically Inspired IC System Workshop創造iChip智慧型機器新契機

你能想像，小小的晶片裡面，信號的傳送，就像人類的神經傳導一樣，快速又敏捷？你能想像，未來的電腦就像「瓦力」（WALL-E）一樣聰明，能夠辨識生物、面孔等動態影像，還有智慧處理各式各樣的狀況，做出適當反應？

科技發展，一日千里，然而目前晶片研究卻逐漸走向「高原期」。電腦科學家們為了加速晶片效率，解開更多謎題，在設計智慧型機器時，開始結合腦神經科學，直接模仿人類大腦的行為模式，讓智慧型機器更聰明、更人性化！

傳統的晶片、積體電路設計，多著重於電子、奈米等科技的突破與創新，卻慢慢遇到效率不足的瓶頸。近年來，腦神經科學家發現愈來愈多大腦運作的機制，提供電腦科學家一個新的發展方向：智慧型機器。臺大系統晶片中心結合大腦神經生物學與IC設計的跨領域專業，企圖讓電腦直接模仿人類大腦的架構與運作模式，讓電腦具有人類的行為、思考能力，創造出更多智慧運算及反應。

為了讓大家更了解腦神經生物學與IC設計技術的跨領域結合，臺灣大學系統晶片中心在97年8月11日於臺大博理館201會議室舉辦「Neurobiologically Inspired IC System Workshop 2008」，邀請台灣、美國、南韓與日本產學界人士，分享智慧型運算系統及神經科學的研究成果。活動吸引了近百位學生、學者及業界人士參加。

臺大系統晶片中心、臺大電機系暨電子所教授陳良基表示，研討會邀請國際知名學者，是希望大家能分享各自的專長與研究成果，透過「華山論劍」集思廣益，促進各界加速交流、整合，讓智慧型機器能更快應用在生活中，創造更多契機與可能。

Numenta公司的資深工程師Charles Curry在會中提出了「HTM概念」：H（Hierarchical）是指「階層性架構」，透過由下而上的資訊匯整，讓效率更高；T（Temporal）則是指「時序」，視覺時間停留愈久，確定性則愈高；M（Memory）則是指「記憶能力」。傳統的演算法必須透過程式運算才能達到演算結果，但效能有限；HTM則透過回憶的機制，加上每個階層各單位元的運算，加速整體計算的效率。Charles Curry認為這些新的架構，能夠寫下IC運算史嶄新的一頁。

Dr. Stanley Bileschi來自麻省理工學院，他的CBCL（The Center for Biological and Computational Learning）實驗室以「HMAX架構」著名。目前已建立「街景辨識」及「人物辨識」資料庫。街景辨識透過對上千萬張照片的分析結果，讓電腦如人眼般能直接分辨建物、行人、車輛的不同，對於未來開發智慧車等智慧型機器，有很大的幫助與啟發。而人物辨識則有助未來「看護照顧服務型智慧機器」誕生。

韓國高等理工學院（KAIST）以跨領域整合系統晶片知名，Hoi-Jun Yoo教授運用多核處理器和仿生運算法，加速辨識物體的演算法速度。日本東京大學教授Tadashi Shibata則提出「仿大腦運算大型積體電路架構」，藉此解決人類影像辨識的問題。此研究能有效提高辨識率，卻又不消耗過多能源，是很大的突破。

將現今電腦運算與積體電路的架構與腦神經生物學結合，將對人類生活有更大幫助及應用，也將成為台灣系統晶片發展的新契機。除了分享研究成果外，Dr. Stanley Bileschi及Tadashi Shibata也建議台灣產學界，不僅要繼續原本的相關研究，還得加速整合跨領域專業、成立「國際標準組織」及加強軟體工程的技術。如此才能加速「智慧晶片系統」的發展與創新；科技的發展，將會更快速、更進步。(江碩涵)