上海
科學家給自動駕駛汽車、機器人裝上“智慧大腦”，讓車能自主行駛、機器人自主決策。這并非科幻電影中的場景，如今已成為現實。5月29日，同濟大學電子與信息工程學院、汽車與能源學院智能汽車研究所陳虹教授發布了團隊自主研發的第一代滾動優化專用計算芯片（Moving Horizon Unit，MHU）。
在上海市人工智能重大專項、智能科學與技術高峰學科支持下，團隊將30年研究成果集于一體，將算法硬件化。據悉，這款計算芯片就像一個能“邊走邊看、邊算邊調”的“智慧大腦”。搭載芯片的具身智能設備可根據環境變化持續預測、滾動求解并動態調整指令，高效完成復雜環境下的實時計算、決策與指令執行等全流程任務。
什么是滾動優化？陳虹介紹，滾動優化是人類與生俱來的一種能力。“我們并非一次規劃到底，而是根據當前狀態和外部反饋不斷調整自身行為路徑，逐步逼近目標。”陳虹解釋，自動駕駛車輛、智能機器人、無人機等身處復雜多變的環境中，必須持續感知周邊變化、動態規劃路徑、實時作出決策控制。而這種連續動態、強實時的計算需求，正是通用芯片的短板。陳虹團隊的研究，就是將人類這種應對環境變化和不確定性“看一步、想幾步，走一步、再調整”的滾動優化機制，轉化為機器可計算的專用芯片硬件，讓車能自主行駛、讓機器人自主決策。
聚焦具身智能時代“強實時、深預測、低功耗”的計算需求，團隊依托30年來的“算法硬件化”技術積累，打造出擁有完全自主知識產權的滾動優化專用計算架構。陳虹介紹，該架構在底層實現了三大創新。首先是“算得準”，團隊將對物理世界的預判與優化能力植入硬件底層，讓裝備能動態規劃未來；其次是“學得快”，團隊創新性地將AI算法與現實物理規律相融合，大幅降低了機器對海量數據的依賴；三是“守底線”，研發團隊在計算底層直接嵌入硬性約束條件，為自主無人系統構建起一道可靠的“安全防護圍欄”。
在芯片研發過程中，團隊創新了技術路徑。其滾動優化計算核心模塊兼具“專用化定制”與“通用化嵌入”的雙重優勢：既可根據不同應用場景進行算法的深度適配，又能以通用模塊的形態，跨平臺嵌入多類芯片系統中，實現從專用計算到通用集成的底層賦能。“我們走通了這條創新技術路徑，功能性驗證達到預期，后續會不斷迭代升級、優化性能。”陳虹說。
據悉，團隊在研發這款專用計算芯片的同時還配套開發了車載控制器，開展了實車搭載測試。目前，第一代計算芯片已成功通過智能車輛控制場景的實車應用，其技術可行性得到充分驗證。后續團隊將持續推進芯片迭代升級，加速推進芯片在智能制造、工業控制、新能源、機器人等領域落地應用。
“憑借強實時、高算力、小數據的獨特技術優勢，我們希望未來賦能更多自主裝備實現動態預測、博弈決策與規劃控制等核心任務，推動智能交通、高端智能裝備產業高質量發展。”陳虹說。
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