這塊「不務正業」的仿神經晶元居然學會了譜曲

歐洲微電子研究中心（IMEC）的研究人員最近成功研發了一款可以作曲的晶元，這款仿神經晶元雖然還處於原型產品階段，但已經可以通過分析歌曲中的模式學會了譜曲的規則。聽過某個曲子後，它就能作出類似風格的曲子。

當然，研發人員做這款晶元可不是為了讓音樂家們下崗，這款晶元是未來低功耗通用學習加速器的基礎，有了這項技術我們就能給醫生打造定製的醫療感測器並讓電子產品了解它們各自「主人」的行為模式。

IMEC 負責神經形態計算的 Praveen Raghavan 認為，如今的聯網設備雖然都貼了智能的標籤，但事實上它們自身的處理能力一般，這些設備需要將數據發回雲端做分析，以此來節省能耗和散熱上的成本，而 IMEC 的團隊想改變這種模式。

「我們的整體目標是讓人工智慧變得更加緊湊，讓它們更加貼近用戶。」Raghavan 說道。這也就意味著 IMEC 必須開發出緊湊且低功耗的專用學習晶元。他表示：「降低成本也是我們的核心目標之一。」

這樣看來，作曲反倒成了該晶元的「買一送一」的功能。不過，人們發現這位「作曲家」選擇音符時有些奇怪，但其曲調風格卻並不前衛，整體風格依然跳不出西方古典音樂的框架。舉例來說，在該晶元寫出的 30 秒樂曲中你能聽到許多音樂家練習曲中元素的重複，有兩個小節還非常像半音音階的即興重複。在最後一個小節中，樂曲則集中使用了令人愉悅和期待的音符。

想要讓晶元譜出曲子，必須循環播放擁有同樣拍子記號（即每小節有多少節拍）和風格的歌曲。一旦曲子的節奏和風格變的特別寬泛，晶元就識別不了其中的模式了。Raghavan 表示，他們在訓練這款晶元時用了比利時和法國的長笛樂曲，晶元成功掌握了其中規則。如果換用其他拍子記號，晶元則會開始學習新的模式。

雷鋒網了解到，這款仿神經晶元搭載了電阻式 RAM，存儲單元是氧化物材料製作的細絲，它會根據不同的電壓條件進行連續調整。當晶元在多個訓練曲目中「聽到」兩個特殊的音符相繼出現時，就能識別出其中的模式。這兩個特殊音符連續出現的次數越多，就說明它們之間的聯繫越緊密，在作曲時，晶元就會用到這兩個音符。這樣的表現類似於大腦中不同神經元的學習方式。同時，這套系統也是分層級的，它能識別並學習更寬泛的模式。

雖然該晶元主打低功耗，但 Raghavan 卻不願透露原型產品在功耗方面的表現。他只是表示團隊對這塊晶元進行了超額設計，因此它能勝任多種任務並構建大型存儲單元。在這裡，作曲的工作並不會完全釋放存儲器的能力，但未來更複雜的任務會激發其所有潛能。

未來，Raghavan 的團隊還會優化晶元的設計。眼下，他們還在用文本訓練該系統，教這塊晶元學習遣詞造句。

Raghavan 表示，這套系統未來可以成為個人電子設備中的學習加速器，同時它還能助力其他運行神經網路的硬體。對於晶元的未來應用，Raghavan 已經有了自己的設想，他想將晶元植入智能手錶，幫此類設備學慣用戶的習慣，以便讀出更加精確的心率數值。「佩帶智能手錶時，有人戴的緊，有人戴的松，另外佩戴位置也會有所不同，而這些因素都會影響心率數值的準確性。」Raghavan 說道。

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