Chip thị giác nhanh nhất thế giới, dùng trong ô tô tự hành và quốc phòng

Nhóm nghiên cứu từ Đại học Thanh Hoa ở Bắc Kinh (thủ đô Trung Quốc) cho biết chip Tianmouc của họ có tốc độ xử lý hình ảnh phá kỷ lục. Họ cho biết Tianmouc đã đạt được tốc độ cảm biến cao lên tới 10.000 khung hình mỗi giây, dải động 130 decibel và độ phân giải không gian tuyệt vời. Lưu lượng dữ liệu giảm 90% so với các chip hình ảnh tốc độ cao truyền thống và mức tiêu thụ điện năng thấp.

Trưởng dự án là Shi Luping, giáo sư tại Trung tâm nghiên cứu máy tính lấy cảm hứng từ não bộ của Đại học Thanh Hoa, cho biết: “Đây là con chip nhận thức, không phải chip tính toán, dựa trên lộ trình kỹ thuật ban đầu của chúng tôi. Đầu tiên, nó cân bằng tốc độ và hiệu suất động trong chip thị giác, đồng thời giới thiệu một phương pháp tính toán mới khác với các chiến lược thị giác máy hiện có. Thứ hai, cách tiếp cận này bắt chước hệ thống thị giác kép của con người, cho phép đưa ra quyết định mà không cần hoàn toàn rõ ràng. Chip này cung cấp những hướng đi mới cho những tiến bộ trong lĩnh vực lái xe tự động và quốc phòng. Nó sẵn sàng giải quyết một số vấn đề thách thức nhất hiện nay, mở đường cho nhiều ứng dụng mới”.

Nhóm nghiên cứu đã báo cáo về sự phát triển của chip Tianmouc trên tạp chí Nature hôm 31.5, với Shi Luping và giáo sư Zhao Rong là tác giả chính nghiên cứu.

Thiết bị đầu cuối nhận dạng hình ảnh trong hệ thống thông minh xử lý khối lượng dữ liệu khổng lồ và phải có khả năng xử lý các sự kiện cực đoan như nguy cơ lái xe đột ngột, thay đổi ánh sáng đáng kể ở lối vào đường hầm và nhiễu loạn ánh sáng dữ dội vào ban đêm.

Các chip hình ảnh truyền thống thường xuyên bị lỗi hoặc gặp phải tình trạng chậm trễ trong những tình huống khắc nghiệt này do hạn chế về mức tiêu thụ điện năng và băng thông.

Các nhà khoa học cho biết chip Tianmouc được lấy cảm hứng từ hệ thống thị giác của con người, phân tích thông tin hình ảnh theo hai đường: Một cho nhận thức và một cho phản ứng nhanh.

Giải thích sự khác biệt giữa các chip, các nhà khoa học đưa ra ví dụ về vật thể bay mà con người và Tianmouc sẽ né tránh trong tiềm thức mà không cần nhìn rõ chúng. Còn chip thị giác máy truyền thống thường cần nhìn rõ ràng trước khi đưa ra quyết định.

Trong tất cả thông tin được cảm biến thị giác thu thập, Tianmouc sử dụng màu sắc, cường độ tuyệt đối, độ chính xác và độ phân giải theo lộ trình định hướng nhận thức để nhận dạng chính xác.

Trong khi đó, sự khác biệt về không gian, thời gian và tốc độ được sử dụng theo lộ trình định hướng hành động để có phản ứng nhanh.

Nhóm nghiên cứu cho biết đã phát triển phần mềm và thuật toán dựa trên Tianmouc, được triển khai trên một chiếc ô tô Chevrolet để thử nghiệm trên đường, xác nhận khả năng của chip này trong nhiều tình huống khắc nghiệt khác nhau.

Theo tuyên bố trên trang web Đại học Thanh Hoa, Tianmouc đã cho thấy độ trễ thấp và hiệu suất cao trong khả năng suy luận nhận thức theo thời gian thực trên nhiều môi trường đầy thách thức, cho thấy tiềm năng đáng kể cho các ứng dụng trong các hệ thống không người lái.

Tiến sĩ Wang Taoyi, một thành viên của nhóm nghiên cứu, nói với CCTV (Đài Truyền hình trung ương Trung Quốc) hôm 31.5 rằng Tianmouc đã đạt được độ trễ 0,1 mili giây trong lái xe tự động. Wang Taoyi cho biết: “Đó chỉ bằng 1/300 độ trễ 30 mili giây của camera truyền thống”.

Chip thị giác thể hiện sự tiến bộ đáng kể so với Tianjic, một loại chip lấy cảm hứng từ não khác do trung tâm thuộc Đại học Thanh Hoa phát triển. Được công bố lần đầu tiên vào năm 2019, chip điện toán Tianjic xử lý nhiều thuật toán trí tuệ nhân tạo (AI) theo cách tiết kiệm năng lượng để điều khiển một chiếc xe đạp không người lái, thực hiện các nhiệm vụ như rẽ, tăng tốc và tránh dựa trên lệnh thoại. Nhóm nghiên cứu đã báo cáo phát hiện của họ về Tianjic trên tạp chí Nature vào năm 2019.