机器狗装上类脑芯片，建设中的“数智人大学”自研AI平台，让科研范式换赛道

最近，在华东师范大学，一只机器狗在没有任何外部存储器或计算单元的情况下，实现了像人一样的看图识路。原来，其中的核心是一枚“感、存、算”一体的类脑视觉演示芯片，将探测、存储和信息处理三大功能全部整合在探测器中，使得探测器不仅可以看见东西，而且可以类似人脑进行思考，智能判断眼前所见。

理科大楼。徐瑞哲 摄

当人工智能（AI）比以往任何时候都来得更快，它正不可逆地改变着科研范式。作为引领育人创新的综合性研究型大学，华东师范大学以自研AI平台全面促进范式转型，从类脑芯片开发、“数智人大学”构建到智能教育应用，再到与临港实验室合作共建药学院从事AI药物设计与制造，他们另辟蹊径加速打磨出令人意想不到的新爆款。

拟人化人工智能算法设计

【智能硬件系统基于新质材料】

“提供ChatGPT服务的OpenAI公司，今年1月的用电量被估计相当于17.5万个家庭一年的用电量。”首届博士后创新人才计划引进到校的田博博博士，正在段纯刚教授类脑团队中开展类脑器件研究，“相比之下，人的大脑功耗不到20瓦，吃一碗面条就可以支撑一下午的学习和工作。”

微纳中心制备类脑器件

解放日报·上观新闻记者发现，剖析机器狗身上的这枚类脑芯片，它甚至不是传统的“硅基”，而是基于新质材料体系——铁电材料的智能硬件系统。也就是说，与数字计算机本质不同，他们团队正在开发的类脑芯片，是电子神经元和电子突触等构成的类脑智能硬件，可以模仿人脑的工作方式，有潜力解决AI算力瓶颈和能耗支撑难题，这也是国家“十四五”规划科技攻关重要方向之一。

丽娃河畔。徐瑞哲 摄

团队研究发现，铁电材料体系的特征与机制，与生物神经元突触“权重渐变”的调节过程极为类似，具有速度快、能耗低、耐疲劳等独特优势，形成类脑硬件最有希望的途径之一。从“铁电人工突触固态器件”，到“铁电效应的感存算一体类脑芯片”，他们牵头新成立上海类脑智能材料与器件研究中心，承接了上海张江国家自主创新示范区专项发展资金重大项目。通过对类脑视觉芯片性能的进一步优化，有望在智能安防、智慧楼宇、小微机器人、无人驾驶、无人机等领域落地一波场景应用。

虚拟现实技术实验平台

【“数智人大学”重塑育人过程】

从硬件到软件，人工智能给高等学府研究者带来的冲击，也重塑再造着育人过程。因为，大教授“真身”拥有元宇宙里的“化身”，这还不只是虚拟人、数字人的进化形态，也是生物人的育成趋势。华东师大校长钱旭红院士透露，“我们未来可能建成全球首个‘数智人’教育平台——数智人大学，采用文理工大跨度交叉、虚拟与现实深度融合方式，建立数智人的关键技术标准，打造数智人的标准化应用与数据库，不断完善‘数智化’评价治理体系。”

“数智人”示意模型

全球诸多头部科技企业都在研发和推出自己的“数智人”平台，而在“中国哲学社会科学国际化研究前沿”跨学科项目中，华东师大3年前就首提“数智人”概念，结合教育、管理、心理、大数据、计算机等学科基础先行探索。今年，学校元宇宙与数智人实验室支持SMG融媒体中心，以类数智人方式合作制作出中国首档元宇宙资讯节目——《早安元宇宙》，获评广电总局“2023年第一季度创新创优节目”。

《早安元宇宙》

师大校内，已有真人教授的高仿真数智人，用于教学视频的智能化生成，制作出教育部产学合作协同育人项目数据分析课程。来自心理与认知科学学院的蒯曙光教授从事拟人化人工智能算法设计，他在非传统科研的第五范式——“人工智能驱动的科学研究（AI4S）”基础上，进一步提出AI For Social Science（AI4SS），即AI驱动社会科学研究，相信这些被赋予数智能力的“新人类”，通过算法模型形成虚拟社会，将对人文社会科学发展影响巨大。

数据分析课程

【首创大语言模型介入教育辅导】

AI+教育，不是简单和数，而是几何倍数。随着通用人工智能加速赋能千行百业，工业化时代大规模批量化人才培养的模式，转向大规模因材施教人才培养的模式，更呼唤人才培养的模式创新和高质量提升。

自适应学习关键技术及系统

智能教育学科建设中，上海市教委与华东师大合作成立上海智能教育研究院，“华东师范大学智能教育实验室”入选教育部首批哲学社会科学实验室（培育），智能教育学科也成为上海市Ⅳ类高峰学科，目前正在重点建设中。据悉，华东师大已建构出国内首个大模型综合教育能力评测框架，研制出教育大模型“EduChat”，成为我国第一个专门面向教育领域的大语言模型。同时，其研发的“小花狮作文智能辅导系统”介入教学个体，整合了生成性大语言模型技术，成功完成中小学3到9年级作文的全面智能化评估及反馈。

高品质课堂智能分析系统：课堂画像

“AI大模型快速迭代发展，对我们这样以教育学科、文理基础学科和信息学科见长的学校而言，必须勇于探索前沿科技及其对育人模式和研究范式等的多方面影响。”校党委书记梅兵研究员表示，当前全校上下锚定卓越航标，围绕“两个先行先试”，以推动更高质量发展为主题，以推进“三大卓越工程”为重点，以“五个一流行动计划”为支撑，构建卓越育人、卓越学术、卓越服务融通共进的新发展格局，为贯通实施科教兴国战略、人才强国战略、创新驱动发展战略，探索新路径、做出新贡献。

题图来源：徐瑞哲 摄 图片来源：除署名外，受访高校

来源：作者：徐瑞哲