中國科學(xué)院自動化研究所廣州人工智能與先進計算研究院：推進核心技術(shù)研發(fā) 打造廣東人工智能硬核實力

文/梁俊

[導(dǎo)語]

中國科學(xué)院自動化研究所廣州人工智能與先進計算研究院（以下簡稱“研究院”）作為一家從事人工智能技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用的省級新型研發(fā)機構(gòu)和高水平研究院，近年來在人工智能計算架構(gòu)、處理器等關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)及產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用方面取得了重要成效，為我省加快人工智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展貢獻了力量。研究院未來將聚焦新型芯片、計算架構(gòu)和系統(tǒng)等人工智能前沿領(lǐng)域強化研發(fā)布局，力爭形成更多“拳頭”產(chǎn)品和技術(shù)，引領(lǐng)支撐全省人工智能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。

《廣東科技》：首先，請您介紹一下貴單位的基本情況。

研究院：中國科學(xué)院自動化研究所廣州人工智能與先進計算研究院是由廣州高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)管理委員會和中國科學(xué)院自動化研究所為進一步帶動科研創(chuàng)新，助推智能產(chǎn)業(yè)升級而成立的重要科研機構(gòu)。研究院圍繞人工智能產(chǎn)業(yè)相關(guān)的行業(yè)應(yīng)用、計算架構(gòu)、處理器等研究方向進行人才引進和團隊培育，厚植沃土以打造人才聚集地。

在制度建設(shè)方面，研究院大力實施人才戰(zhàn)略，制訂了各項管理制度及激勵措施，積極探索和建立人才引進、培養(yǎng)、激勵機制，不斷推進人才隊伍建設(shè)；同時，研究院制訂了相關(guān)考核制度，為研究院的高效運行和持續(xù)發(fā)展提供制度保障。

研究院成立以來，一直致力于打造先進科研平臺，促進科研成果轉(zhuǎn)化落地，提升在智能計算領(lǐng)域的核心競爭力。研究院先后在智能計算、智能傳感、無人系統(tǒng)、工業(yè)檢測、專用數(shù)據(jù)中心等領(lǐng)域不斷突破創(chuàng)新，依托自主技術(shù)平臺和強大的高端人才團隊不斷攻破科研前沿，爭做科技尖兵。2019年，研究院已獲批為廣東省新型研發(fā)機構(gòu)和廣東省高水平研究院。

《廣東科技》：近年來，貴單位在人工智能技術(shù)和產(chǎn)品研發(fā)創(chuàng)新方面開展了哪些工作，取得了哪些重要科研成果，經(jīng)濟和社會效益如何？

研究院：實感智能計算平臺是研究院自主研發(fā)的可編輯實感計算系統(tǒng)，構(gòu)建大規(guī)模的智能計算集群與高端專用計算平臺，提供行業(yè)定制化智能計算、智能應(yīng)用服務(wù)，解決制約行業(yè)發(fā)展的計算瓶頸問題?；趯嵏兄悄苡嬎闫脚_，研究院定制化米波十米波射電日像儀數(shù)字相關(guān)系統(tǒng)，其中米波十米波射電日像儀是國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施項目——子午工程二期太陽-行星際分系統(tǒng)中的重要設(shè)備。2020年，研究院與加州理工學(xué)院和美國新墨西哥大學(xué)都簽訂了大型射電探測成套核心設(shè)備采購協(xié)議，采購的正是研究院自主研發(fā)的實感計算平臺——“香雪-HP001”。

在果蠅感知與運動仿生這一前沿交叉學(xué)科研究中，目前研究院已順利研發(fā)了一套完整的果蠅仿生視覺處理一體化硬件系統(tǒng)和基于視覺的無人集群自主編隊飛行系統(tǒng)，突破了視景矯正、前景分離、淺層神經(jīng)網(wǎng)快速運動軌跡規(guī)劃、復(fù)雜運動背景壓制、目標跟隨、自主智能集群等關(guān)鍵技術(shù)，完成了具備超寬視場的立體相機、基于果蠅單眼視神經(jīng)模型的飛行姿態(tài)穩(wěn)定器、機載智能計算機的產(chǎn)品方案設(shè)計與原型落地，解決了無人機智能處理方面的“卡脖子問題”，并構(gòu)建了可用于定量實驗的半實物仿真平臺，可實現(xiàn)精確的算法效果評估。

在軍用領(lǐng)域，無人機自主編隊在特定區(qū)域的持續(xù)偵察監(jiān)視、導(dǎo)航、導(dǎo)彈防御、空間對抗等方面有獨特優(yōu)勢，是陸、海、空、天裝備的重要補充力量。除軍用領(lǐng)域，在快遞物流、農(nóng)業(yè)、應(yīng)急救援、遙感對地觀測、燈光煙花秀等民用領(lǐng)域，無人機集群也可得到很好的應(yīng)用。

在人工智能技術(shù)和產(chǎn)品研發(fā)創(chuàng)新工作方面，研究院已建立人工智能技術(shù)與場景生成、先進智能計算集群、芯片設(shè)計與測試三大開放平臺，除了滿足供研究院自身使用外，還可以將開放平臺共享，支撐廣東省其他相關(guān)企業(yè)使用，縮短相關(guān)企業(yè)的研發(fā)周期。依托開放平臺組成人工智能與先進計算產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，聚集相關(guān)單位進行共性技術(shù)推廣與技術(shù)標準制定，促進廣州市人工智能應(yīng)用行業(yè)的快速有序發(fā)展。目前，研究院已經(jīng)完成了人工智能技術(shù)與場景生成開放平臺的搭建工作，并啟動了實感智能計算開放平臺和芯片設(shè)計與測試開放平臺的搭建工作。

在工業(yè)智能檢測方面，研究院落戶黃埔區(qū)第一年，充分發(fā)揮自身在自動化領(lǐng)域的優(yōu)勢，積極支撐區(qū)內(nèi)企業(yè)的技改工作。在初期調(diào)研中，研究院了解到黃埔區(qū)的中小制造商占比八成以上，自動化設(shè)備基本普及，但設(shè)備集成度低，過半廠商未能實現(xiàn)設(shè)備間的互聯(lián)互通，更未實現(xiàn)設(shè)備和企業(yè)信息系統(tǒng)的互聯(lián)互通。為此，研究院運用長期積累的人工智能平臺、邊緣端實感計算平臺、信號前端處理平臺和智能云端體系架構(gòu)，結(jié)合制造企業(yè)的實際應(yīng)用場景，提供了多套從邊緣端到云端的整體解決方案。

實感計算平臺“香雪-HP001”

人工智能技術(shù)與場景生成開放平臺

實感智能計算開放平臺

研究院構(gòu)建了基于5G模塊化邊緣質(zhì)檢的分布式智能計算系統(tǒng)，研究模塊式的邊緣端傳感-計算-控制一體化方案，降低定制化智能質(zhì)檢產(chǎn)品的開發(fā)周期和產(chǎn)線設(shè)計難度，提高方案的模塊化、通用性、可快速配置性，推動傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)升級。其中，為黃埔區(qū)內(nèi)公司研發(fā)出高速電池極片檢測機，可檢測電池極片生產(chǎn)過程中的十余類缺陷，采用自主可控的邊緣端實感計算架構(gòu)技術(shù)，使檢測速度可達每分鐘200張以上，現(xiàn)為業(yè)內(nèi)最高速度；研發(fā)出高Q電容多電參數(shù)檢測儀，此設(shè)備的研發(fā)對高端電子器件的生產(chǎn)具有重大意義，幫助客戶快速提升效率并解決了高頻器件檢測問題。通過不斷攻堅克難和堅持敢于創(chuàng)新，研究院現(xiàn)已擁有33項知識產(chǎn)權(quán)。

高速電池極片檢測機

高Q電容多電參數(shù)檢測儀

《廣東科技》：貴單位在發(fā)展過程中遇到了哪些困難和問題，是如何克服的？

研究院：完整的全產(chǎn)業(yè)鏈體系應(yīng)包含原始創(chuàng)新、技術(shù)研發(fā)、成果轉(zhuǎn)化、人才培養(yǎng)和企業(yè)孵化等多種功能，從而形成從上游創(chuàng)新源頭至下游產(chǎn)業(yè)化的全套完善鏈條。但研究院在推進實際產(chǎn)業(yè)鏈體系搭建、發(fā)展和產(chǎn)品技術(shù)研發(fā)的過程中，發(fā)現(xiàn)目前存在嚴重缺乏成熟研發(fā)技術(shù)人員的問題；而成熟人才的短缺直接造成產(chǎn)業(yè)鏈條斷裂和自主創(chuàng)新能力的不足，這也是目前國內(nèi)行業(yè)普遍存在的問題。國家在推動整個產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程中，就存在專業(yè)技術(shù)人員鏈條缺失的痛點，頂部高端技術(shù)人才匱乏，中間熟練技術(shù)人員缺少，底部初級人員不足，人才隊伍不健全直接導(dǎo)致產(chǎn)業(yè)發(fā)展緩慢和難以推進。例如，有些科研機構(gòu)購置了世界上先進的儀器設(shè)備用于技術(shù)研發(fā)，但苦于成熟技術(shù)人員缺失，無人能做到熟練操作和高效使用有關(guān)儀器設(shè)備，并且儀器設(shè)備出現(xiàn)了問題也難以解決，因此無法充分使用先進儀器設(shè)備很容易導(dǎo)致研發(fā)進展拖延。

為了更好助力我國科研事業(yè)推進以及解決人才缺失的痛點，研究院依托中國科學(xué)院自動化研究所的技術(shù)優(yōu)勢和其他科研機構(gòu)資源支撐，開展了自主培養(yǎng)人才工作以克服人才缺失的問題，不斷提高員工能力，豐富員工經(jīng)驗，鍛造員工科研能力，培養(yǎng)更多的熟練技術(shù)人員去推動科研創(chuàng)新工作，解決目前行業(yè)存在的高端技術(shù)人員缺乏和普通加工能力偏弱的難題。

《廣東科技》：您認為今后人工智能發(fā)展的趨勢是什么？

研究院：目前人工智能已經(jīng)迎來了發(fā)展浪潮，算力的進步和數(shù)據(jù)量高速增長會更快促使人工智能技術(shù)走向成熟并應(yīng)用到社會各領(lǐng)域和服務(wù)之中。

一是人工智能將會被廣泛運用在社會各界各領(lǐng)域。無論是在零售、交通運輸、自動化、制造業(yè)及醫(yī)療等各行業(yè)垂直領(lǐng)域，人工智能都具有巨大的發(fā)展?jié)摿?，小到智能手機、智能穿戴式設(shè)備和家電機器人，大到國家交通運輸、醫(yī)療和城市各服務(wù)體系，都將會持續(xù)不斷增加對人工智能技術(shù)的需求，以便于提供更加智能化的便捷服務(wù)去改善終端消費者的使用體驗。

二是人工智能技術(shù)將被運用到實際業(yè)務(wù)和場景中。未來產(chǎn)業(yè)的數(shù)字化程度會越來越高，人工智能將會進一步落地且大幅度被引入運用到各種機器設(shè)備上。其中自動化設(shè)備就將被接入人工智能技術(shù)進行升級，以便大幅提升產(chǎn)出效率和減少人工失誤。例如傳統(tǒng)電子器件自動檢測目前已無法適應(yīng)和滿足新器件的質(zhì)量檢定，并且高頻元器件對測試工裝要求極高，相當一部分運作需要依賴人工檢測；而研究院自主研發(fā)的高頻精密元器件檢測產(chǎn)品，終端可實現(xiàn)對極小封裝器件進行定位、壓緊、圖像校準和測試的全套功能，后臺則支持在線記錄、自動識別不良品及歷史檢測的功能，使用操作方便快捷，可幫助企業(yè)大幅降低員工勞動強度，快速提升產(chǎn)能和員工工作效率。

《廣東科技》：您認為科技主管部門應(yīng)該如何更好地推進人工智能技術(shù)的發(fā)展？請談?wù)動^點和建議。

研究院：為了更好地推動人工智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展，希望科技主管部門能加快人工智能產(chǎn)業(yè)培育，加強技術(shù)需求和研發(fā)部門對接，解決科研機構(gòu)技術(shù)成果難以落地的問題。研究院目前已開展了面向智能交通、智慧金融、智慧城市、智慧醫(yī)療等方面的應(yīng)用理論研究，期望將人工智能技術(shù)更好地應(yīng)用到智慧領(lǐng)域，助力人工智能產(chǎn)業(yè)持續(xù)發(fā)展。

近期受國際環(huán)境影響出現(xiàn)的芯片短缺問題，已造成了不少國內(nèi)機構(gòu)運營困難。我國由“缺芯”導(dǎo)致的供應(yīng)不足的影響已經(jīng)蔓延至終端，而且嚴重阻礙高新企業(yè)的正常生產(chǎn)，其中汽車行業(yè)受打擊最大，產(chǎn)能削減，甚至已出現(xiàn)停產(chǎn)情況。主要原因之一就是國內(nèi)很多企業(yè)生產(chǎn)依賴于進口芯片和軟件，缺乏自主性研發(fā)智造。像此類“卡脖子”問題容易遏制我國人工智能技術(shù)發(fā)展，因此，我國需要加快國產(chǎn)芯片進程，調(diào)整智能戰(zhàn)略布局，加大科研投入。而研究院發(fā)展新型芯片、計算架構(gòu)和系統(tǒng)等前沿智能領(lǐng)域，不僅可以解決目前存在的“卡脖子”問題，還將使我國在人工智能領(lǐng)域的國際競爭力邁上一個新臺階。所以希望科技主管部門可以提供良好的研發(fā)土壤，提出有針對性的輔助政策或?qū)ｍ椫С执胧?，解決因科研條件有限而導(dǎo)致的問題和狀況，幫助各科研機構(gòu)精準發(fā)力和快速提升創(chuàng)新能力。