“如果在未來10年中，scaling（尺寸縮小）走到了盡頭，我也不會覺得意外。”——提出這一觀點的，恰恰是摩爾定律的提出者戈登·摩爾。
在積體電路產業界，摩爾定律一直被奉為“金科玉律”。然而，隨著半導體器件的特徵尺寸趨近物理極限，“摩爾定律已接近尾聲”的說法正被行業接受。當人類步入後摩爾時代，人工智慧這一世界最重要的技術領域之一該向何處去？在國際環境日趨複雜的情況下，我國智慧領域的頭部企業該如何應對無先進工藝可用的時代挑戰？這是我國相關領域科學家亟待解決的問題，也是重慶大學類腦感知與普適智慧科學研究院院長（簡稱“重慶大學類腦研究院”）周喜川及其同伴們最為關注的問題。
“我們希望借鑑人類大腦的感知功能，透過研究類腦的訊號處理方法與系統，來解決智慧感知裝備小型化過程中面臨的看不清、存不下、傳不完、算不快等難題，以實現後摩爾時代人工智慧在多領域應用的普適智慧。”周喜川如是詮釋他們團隊的願景目標。
朝著這一願景目標，近年來他們做了很多努力，無論是立足國需開展AI遙感探測研究，圍繞經濟主戰場進行智慧駕駛及人工智慧物聯網研究，還是迎難而上，聚集國家級青年人才，開展人工智慧與積體電路領域前沿探索研究。一步一個腳印，既飽含著對“國之大者”的深度思考，也透露出他們將研究一一落到實處的堅定決心。“
事實上，推動我國智慧感知領域發展不是一個人或一個團隊可以完成的，我們相信會有越來越多人參與到這份事業中來。”巍巍山城，一曲呼朋引伴、共創未來的覓音之曲悠然響起——
團隊部分成員合影
“國之大者”心中有數——聚焦人工智慧感知關鍵問題
2021年上半年，周喜川受邀參加了華為在成都舉辦的學術年會。會上，他聚焦“後摩爾時代怎麼辦？”這一議題作了演講報告。
“近幾年，從中興事件到華為事件，中國在人工智慧、積體電路等領域遭遇的困境和所做的努力大家都有目共睹，事實上，後摩爾時代對人工智慧發展帶來的挑戰是巨大的，這已經成為行業先行者的共識，也是我們希望解決領域關鍵問題的原因所在。無論基於國家未來發展考慮，還是對領域企業的生死存亡來說，這些都是至關重要的問題，我們也想在這一賽道上作一點自己的貢獻。”“對國家戰略需求要心中有數，研究面向國家重大需求，面向經濟主戰場，解決行業發展的緊迫難題。”在周喜川看來，這些是他和所有科研工作者都應該瞄準的方向。
目標可以很宏大，但落腳點該放在何處？隨著摩爾定律放緩，類腦感知計算呈現出新的加速態勢，從遙感探測到自動駕駛，從安防、醫療到智慧城市……“AI+”落地越來越廣泛，隨之而來的是資料量的爆炸性增長，因演算法、算力技術受限帶來的看不清、存不下、傳不完、算不快等問題，嚴重阻礙著人工智慧在各領域的應用。
周喜川及其團隊夢想的落腳點恰放在此處。近年來，他和團隊致力於智慧感知裝備小型化相關研究，解決了小型化光譜影象探測載荷、訊號質量與通訊頻寬不足、載荷算力受限的關鍵技術挑戰，服務於遙感探測、智慧汽車等國家重大需求，收穫了他們更為在意的價值感和成就感。
遙感技術是被譽為“千里眼”的現代科學技術。用《中庸》裡的一句“致廣大而盡精微”來形容它較為合適——利用人造衛星、飛機等“至‘高’而望‘遠’”；運用各種感測器高空間、光譜、溫度解析度等功能，捕捉細微物體的特徵和變化。當前，遙感技術已經被廣泛應用到軍事偵察、環境和氣象觀測等重要領域。但傳統遙感載荷技術已經難以滿足應用對其小型化、精度高等方面的需求，類腦AI技術的加持，讓傳統遙感插上了騰飛的翅膀。
AI遙感探測技術的發展瓶頸是計算帶來的難題。對此，周喜川和團隊早就有所儲備。早年針對低含量礦物遙感影象資料數量不足、有效訊號弱等科學問題，他和團隊提出知識驅動的小樣本深度學習與盲分析演算法，較好解決了光譜資料小樣本學習、小訊號解混的問題，相關代表作還入選了中國工程院FITEE院刊2015年度Top10 Cited十大影響力論文。
前幾年，周喜川帶領團隊基於小型高光譜探測載荷要實現影象實時處理面臨的算力挑戰，研發了一種面向硬體的稀疏神經網路演算法，他們給這一演算法起了個頗有重慶特色的名字——大腦殼（DANoC）演算法。這是一種基於神經網路技術發展的新技術，可以很好地運用到遙感衛星、無人機等領域，解決它們在發展過程中面臨的算不快的問題。
工欲善其事，必先利其器。有了在演算法工具上的積累和沉澱，重慶大學類腦研究院成立後，周喜川和他所帶領的團隊一直致力於將研究搬下高閣實現落地。他們先後與中核集團、中國科學院科研院開展了深入合作，致力於感算一體小型化智慧遙感探測裝備的研發。同時，還致力於推動AI遙感技術在三峽庫區生態監測上的應用，建立起空天地一體化的遙感監測網路，服務國家對三峽庫區生態監測的重大需求。
汽車行業擁有龐大的產業鏈，在當今世界經濟活動中佔有重要地位。自動駕駛已成科技強國搶奪未來出行話語權的主戰場，也是當前智慧技術角逐的主戰場。但自動駕駛的發展並沒有那麼順利，特斯拉、蔚來等相關事故讓不少人到了“談自動駕駛色變”的程度。
究其原因，感知不足是重要因素。看不清的路，算不明的人，讓智慧汽車發展遭遇瓶頸，這是周喜川及其團隊聚焦自動駕駛智慧感知關鍵問題的原因所在。早前，他們曾面向自動駕駛對多光譜流媒體實時處理的需求，基於資訊理論進一步提升了演算法影片處理計算能效，據此設計了第二代“大腦殼演算法”加速晶片。為解決車載感知技術在夜間探測能力不足、事故頻發這一難題，周喜川和團隊研發了多光譜感算一體探測系統。根據長安汽車與賽寶公司檢測，該系統將夜間目標識別與定位精度提高15%以上，已應用於長安多款智慧駕駛量產車型。
上蒼穹依託智慧遙感知細微動態，下神州聚焦智慧汽車保未來暢通。無論是“上頂天”還是“下立地”，一杆秤始終堅守在周喜川及其同伴的心中，那就是——國需民需即我需。他相信，這也是很多跟他一樣奔跑在科研賽道上的人共同追求的目標。
科研成果孕育一方——人工智慧服務地方經濟
“人工智慧看似高高在上，但實際上已經滲透到我們生活的方方面面。”走進周喜川及其團隊的研究世界，大家會發現這是一個盡顯科學魅力、服務一方百姓的奇妙智慧世界：
基於智慧感知演算法的高光譜遙感探測技術不僅可以透過監測水質的懸濁物、葉綠素、富養化物來實現對環境的定量監測，還可以很容易地識別分析出土壤的汙染物；基於多光譜的感算一體探測系統研發的車載智慧感知裝備可以讓自動駕駛汽車能夠更快、更精準地辨識和判斷出周圍的物體，大大提高其安全效能；除此之外，AIOT（智慧物聯網）也是他們聚焦的一個重要領域，以此支撐起智慧城市、智慧工廠的構建和發展。從我們喝的每一滴水、用的每一度電；從工業領域的製造業，再到城市治理……人工智慧早已無處不在，服務一方百姓。
“朝辭白帝彩雲間，千里江陵一日還……”一首別具重慶韻味的古詩詞《早發白帝城》或許也最能演繹新時代科技發展的無窮魅力，如今，有了人工智慧的錦上添花，悠悠古城重慶正煥發出充滿底蘊的勃勃新機。
近日，《重慶市建設國家新一代人工智慧創新發展試驗區實施方案》印發。方案提出力爭到2022年，重慶市人工智慧新型基礎設施保障體系和政策支撐體系基本建成，人工智慧技術創新和產業發展進入全國第一方陣。
事實上，重慶市對人工智慧產業的支援已成持續之力，這得益於重慶得天獨厚的產業發展、地理位置等優勢。電子資訊作為重慶市的支柱產業，其核心智慧終端的表現形式——筆記本，全世界有1/4～1/3在重慶製造；重慶市還是全中國汽車產量的高地之一，擁有國家級協同創新平臺和多樣化的地理條件等，使其成為各大汽車技術研究院所、自動駕駛大賽的青睞之地；同時，重慶還是中國物聯網的重要聚集地之一，這裡聚集了中國移動物聯網總公司等大批物聯網相關的重要企業和研究基地；與此同時，重慶大學楊士中院士及領域內的前輩在遙感領域積累起來的學科優勢……這些都是周喜川和他的團隊發展的根基。
一方水土孕育一方人，周喜川和他的團隊成員也希望自己所研能夠回饋父老鄉親，服務地方經濟發展，這是他們發自內心最誠摯的願望。
以近年來周喜川及其團隊在AIOT方面所做的努力為例，從安防監控到智慧網聯汽車等，人工智慧構建起令人驚喜的智慧城市，周喜川及其團隊先後在領域內搭建起教育部唯一的物理資訊社會可信計算重點實驗室和國家級的智慧城市智慧網聯平臺；他們還與華為及領域內頭部企業合作，構建嵌入式人工智慧國際標準，構建RISC-V生態建設中心；而在遙感領域，由重慶大學牽頭建設的三峽庫區安全與生態監測重慶實驗室正在謀劃籌建，周喜川及其團隊憑藉在感知監測方面積累的優勢將有機會在其中貢獻力量……
他們的目標很明確，就是要解決國家推進人工智慧發展過程中亟須解決的問題，與華為、中電科等企業合作打造國家的戰略級科研力量。伴隨著一個個創新平臺的搭建和技術的孵化落地，嘉陵江畔，一派生機勃勃的盎然景象。
重慶大學類腦感知與普適智慧科學研究院外景規劃圖
成天下之才者在教化——呼朋引伴共創智慧未來
“就目前來講，我國電子資訊類的人工智慧人才還是非常緊缺的，特別是後摩爾時代，很多問題一個團隊即使有再多的人，解決的也只能是點上的問題，真正要解決問題還是要靠更多的年輕人聚沙成塔。我們的科學研究不敢說在全中國做得最好，但在人才培養上我們是非常認真的。”
“致天下之治者在人才，成天下之才者在教化”，自始至終，周喜川都將人才培養作為一種必備的使命情懷，願意為其傾力奉獻，而他帶領的研究院也將人才培養作為所在重慶大學微電子與通訊工程學院的一大平臺來加以建設和推進。
這實際上基於團隊依託的重慶大學微電子與通訊工程學院在相關方面積累的優良傳統和豐厚底蘊。同時，作為一家設在西永微電子園區內而非高校內的“特殊”研究院，研究院在選址上就透露了它“希望透過產學融合的方式，服務國家和成渝雙城經濟圈發展的重大需求，培養高階電子資訊類的人工智慧人才”這一願景與初心。
研究院既是科研平臺，也是電子資訊類人工智慧高階人才培養的基地。近年來，研究院依託資訊物理社會可信服務計算教育部重點實驗室，聯合中電科、英特爾及重慶市地方政府共同在西永園區專門打造了一個類腦感知人才培養基地等，以此服務重慶市建設“國家人工智慧試驗區”的重大需求。團隊成員包括一批願意放棄企業高薪來到西部高校的港科大、清華畢業的青年博士。一支有情懷的青年科研團隊正在逐步發展壯大。
“高校人才培養和科學研究應打破學校與社會的邊界”，周喜川在培養人才上倡導的理念已經貫徹在研究院團隊建設和教育教學過程中，也因此收穫了碩果滿園：近年來，周喜川牽頭重慶30多所高校建立了ARM創新人才培養聯盟，並擔任秘書長，推動產學融合雙證人才培養模式創新，200多名重慶大學本科生獲得ARM工程師認證，該模式已在全國推廣，周喜川因此獲得ARM中國教學特別貢獻獎，並獲得重慶市教學成果獎一等獎。如今，越來越多對人工智慧懷有學習興趣，願意為國家在相關領域搶佔先機貢獻己力的有志之士在共同理念的牽引之下，加入他們的事業版圖。
海納百川，相容幷蓄；呼朋引伴，共贏未來。站在後摩爾時代智慧感知的浪潮前端，周喜川和他的夥伴們正朝著他們的願景一步步邁進。風正好，揚帆行。
