有望“拯救”受損大腦,SynSense時識科技用類腦芯片技術(shù)構(gòu)建下一代腦機接口
SynSense時識科技開發(fā)的全新一代的低緯度傳感信息處理芯片DYNAP-SE2集成了腦電信號轉(zhuǎn)換電路,以及脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)AI處理模塊。
據(jù)美國Family Caregiver Alliance報告顯示,在美國估計每年有120萬年齡在18歲以上的人被診斷出患有成人腦疾?。ㄖ赴l(fā)病率),年齡在18歲及以上的人中有1333至1610萬人患有常見的腦疾?。茨壳盎加袚p傷或患病人數(shù))。其中,中風(fēng)、阿爾茨海默氏病和癲癇是最常見的腦疾病。
在這種情況下,腦疾病的治療顯得尤為重要。腦機接口是最初發(fā)源于美國的技術(shù),該技術(shù)可用于腦疾病治療。隨著國內(nèi)技術(shù)的發(fā)展,中國也涌現(xiàn)出一批高科技公司布局腦機接口,類腦芯片新創(chuàng)公司SynSense時識科技便是其中一家。
近日,中國新創(chuàng)高科技公司SynSense時識科技與瑞士名校蘇黎世大學(xué)及蘇黎世聯(lián)邦理工聯(lián)合開發(fā)的全新的脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理器DYNAP-SE2及利用其設(shè)計的全新的腦機計算機(BCI)在腦疾診斷等領(lǐng)域取得突破性進展。
對于腦電信號的處理,通常都依賴于龐大的計算設(shè)備來進行,SynSense時識科技的科學(xué)家們正在利用類腦技術(shù)解決這一問題。
SynSense時識科技開發(fā)的全新一代的低緯度傳感信息處理芯片DYNAP-SE2集成了腦電信號轉(zhuǎn)換電路,以及脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)AI處理模塊。芯片內(nèi)集成的多個低功耗運放及濾波器,可以實時高效的把腦電波轉(zhuǎn)化成脈沖序列,并利用芯片上脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理器做實時的腦電信號異常檢測。芯片驗證結(jié)果顯示,DYNAP-SE2可在uW級功耗下實時轉(zhuǎn)換電極提取的腦電信號并做實時片上腦電信號異常分析,為癲癇等腦部疾病的診斷與治療提供可靠診斷依據(jù)。
通常情況下,癲癇沒有有效的藥物治療,物理療法上通常做法是切除觸發(fā)癲癇發(fā)作的中心區(qū)域。大腦皮質(zhì)內(nèi)部的高頻振蕩監(jiān)測(HFO)通常被用作監(jiān)測和定位皮質(zhì)內(nèi)的癲癇中心區(qū)域。利用腦機接口電路記錄大量腦電波數(shù)據(jù),并且通過數(shù)據(jù)處理來預(yù)測腦皮層內(nèi)癲癇發(fā)作中心區(qū)域,為徹底根除癲癇等腦部疾病提供可能。輕量級及超低功耗的腦電信號異常分析設(shè)備對腦疾診斷等領(lǐng)域至關(guān)重要。
在與瑞士蘇黎世大學(xué)最新的合作項目報道顯示,利用DYNAP-SE2的全新腦機計算機可對腦電信號進行實時在線的異常分析,對于癲癇核心發(fā)作區(qū)域的預(yù)測能得到73%的準(zhǔn)確率,遠(yuǎn)高于現(xiàn)有技術(shù)的60%。
與此同時,另一個代號為“SYNCH”的項目則更為雄心勃勃。SynSense時識科技的科學(xué)家們正在做一個大膽的嘗試:該項目的科技目標(biāo)是建立一個混合系統(tǒng),在這個系統(tǒng)中,科研人員正試著將活體動物大腦中的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和芯片上硅基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)通過神經(jīng)形態(tài)的突觸相互連接,從而實現(xiàn)兩個網(wǎng)絡(luò)的連通性和信息的協(xié)同處理。
該項目集硬件設(shè)計、神經(jīng)科學(xué)研究及理論研究于一體。項目的研究人員希望通過開發(fā)一個在大鼠大腦中得到驗證的原型,來證明硅基芯片上的脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以作為一種“智能”和極低功耗的自適應(yīng)腦電神經(jīng)調(diào)節(jié)裝置。因此,脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)芯片將有望“拯救”受損的生物大腦。該技術(shù)將有望對生物工程、機器人技術(shù)和醫(yī)療等領(lǐng)域產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。
SynSense算法總監(jiān)迪倫·繆爾博士表示:“我們將進行一個概念驗證演示,證明我們的脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)硬件可以充當(dāng)連接大腦智能的低功耗橋梁”。“基本上,我們將為老鼠做一個神經(jīng)假肢,這樣它即使沒有胡須也能感知世界。我們希望有一天,我們的技術(shù)能夠幫助失去觸覺的人恢復(fù)觸覺或其他感覺。”
SynSense時識科技是一家全球領(lǐng)先的專注于神經(jīng)形態(tài)運算及神經(jīng)擬態(tài)處理器設(shè)計與開發(fā)的國際化高科技公司。SynSense的技術(shù)起源于蘇黎世大學(xué)與蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院先進的超低功耗神經(jīng)形態(tài)處理器與神經(jīng)形態(tài)算法研發(fā)成果,擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)、獨特的技術(shù)優(yōu)勢與豐富的產(chǎn)品。公司研發(fā)的超低功耗神經(jīng)形態(tài)智能處理器及智能傳感器可用于可穿戴設(shè)備、安防、智慧城市、智能家居、移動便攜終端、工業(yè)檢測、智能機器人、等多種人工智能應(yīng)用場景。SynSense時識科技由中國科學(xué)家喬寧博士帶領(lǐng)其國際專家團隊成立,分別在成都、上海、南京、蘇黎世設(shè)有研發(fā)部門,于2020年4月完成由和利資本領(lǐng)投的近億元A輪融資。
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