200余支队伍参赛，清华大学2019年国际大学生类脑计算大赛奖名单揭晓！

2019 年 10 月 21 日 全球人工智能

【导读】近日，2019年国际大学生类脑计算大赛在清华大学举办。大赛吸引了国内外科研机构的200余支队伍报名参加，经过激烈的角逐，来自中国地质大学（武汉）与昆士兰科技大学合作的参赛作品摘取特等奖的桂冠，获得30万元的奖金。

10月19日-20日，2019年国际大学生类脑计算大赛在清华大学举办。本届大赛邀请了来自清华大学、北京大学、中科院自动化所、中科院计算所、新加坡科技与设计大学、中国传媒大学、北京科技大学、北京理工大学、北京灵汐科技和OpenBayes等机构的教授和专家做评委。

本次大赛由清华大学主办，清华大学科研院和清华大学类脑计算研究中心承办。大赛吸引了国内外科研机构的200余支队伍报名参加，参赛作品涵盖了硬件、算法、软件、应用等多个方面，经过严格的筛选与评审，最终组委会评选出16支队伍晋级决赛。人民日报也对此次赛事进行了报道。

19日上午决赛开幕式上，清华大学自动化系教授、中国工程院院士戴琼海做了《脑与人工智能》主题报告。他认为在当前国际形势下举办类脑计算大赛，促进了该领域不同研究方向的科研人员交流，从而迸发出更多创新灵感。

清华大学自动化系教授、中国工程院院士戴琼海

报告中，戴琼海院士阐述了脑科学对人工智能发展的推动作用，提出对脑科学的探索永无止境，该领域每一次的重要发现和理论突破可以引领人工智能的迅速发展。同时提到科研成果与国家科技发展的关联，如建国以来的863计划、973计划等诸多重大科研项目，都催生了一批重大科研成果来推动国家科技发展。戴琼海院士还关心年轻学子成长成才，他风趣幽默地用牛人、高人和神人做比喻鼓励年轻人勇敢地做前人没有做过的工作，同时寄语大赛，希望通过比赛能催生出更多的优秀人才，成为国家需要的人，造福人类。

清华大学类脑计算研究中心主任施路平教授

随后，清华大学类脑计算研究中心主任施路平教授做题为《类脑计算》的特邀报告。他总结了现有人工智能技术的局限和瓶颈，阐释发展类脑计算研究的必要性。在报告中，他利用最近发表的关于“天机芯”的工作，从为什么、做什么、怎么做三方面和大家一起讨论如何将脑科学与计算机科学结合来发展类脑计算，以支撑通用人工智能，从而赋能各行各业。

跨国组队，中国地质大学（武汉）摘得桂冠，清华获一等奖

10月20日，16支队伍在清华大学进行最终答辩。每支队伍对自己的作品进行12分钟的详细介绍和演示，再由到场的评委老师进行提问、打分和评审。在提问环节，评委老师针对每个参赛作品给出了充分的点评和交流，肯定了今年大赛作品的质量提升和研究价值。

本次大赛的一大特点是跨国组队，经过6个多小时的精彩答辩和评委们的专业和公正的评审，来自中国地质大学（武汉）与昆士兰科技大学合作的参赛作品《NeuroSLAM: A Brain Inspired SLAM System for 3D Environments》(NeuroSLAM: 面向三维动态环境的类脑SLAM系统)摘取特等奖的桂冠，获得30万元的奖金。

获奖名单

精选获奖队伍作品解读：

特等奖获奖作品：《NeuroSLAM: A Brain Inspired SLAM System for 3D Environments》(NeuroSLAM: 面向三维动态环境的类脑SLAM系统)

作品简介：陆、海、空以及太空机器人的应用越来越广泛，然而在复杂三维动态未知环境下，机器人三维自主导航仍面临许多难题。而自然界中的人类和动物，比如蝙蝠，却具有非凡的三维空间认知和导航能力。近年来，神经科学家们逐渐发现了大脑三维导航的神经机制。这些重要发现也为我们开发新的智能三维导航技术提供了重要灵感和理论基础。本项目NeuroSLAM通过借鉴大脑三维导航神经机制，为机器人开发了一套全新的类脑三维定位与制图系统。基于多维连续吸引子神经网络，利用3D 位置细胞（3D Place Cell）、3D方向细胞（3D Head Direction Cell）模型来表达机器人在三维空间的位姿，通过3D 网格细胞（3D Grid Cell）模型实现机器人在三维流型空间的3D路径积分（3D Path Integration），并基于Local View Cell、 3D Place Cell、3D Head Direction Cell的来编码机器人的三维空间经验。通过利用多组不同三维环境下的数据集对系统进行了测试，本系统能够实现生成高精度、拓扑正确的三维经验地图，可支持机器人的智能自主导航。

获奖队伍：中国地质大学（武汉）&昆士兰科技大学

余芳文是机器人学和神经科学领域的三维认知导航的研究者。他的职业愿景是创造出像人类一样靠大脑导航的机器人。他的研究对脑部潜在任务（例如3D导航和3D空间认知）中的神经机制进行建模，以开发新的神经形态3D SLAM和3D认知导航技术，用于基于太空、空中、陆地、海上的自主机器人和车辆。他现在正在从事NeuroSLAM的项目。他的顾问包括Michael Milford教授， Jianga Shang教授，Youjian Hu教授。

余芳文

余芳文是IEEE-RAS，RIN，CCF和CAAI的成员。他是中国地质大学（武汉）国家地理信息系统工程研究中心和地理与信息工程学院的博士研究生（预计2015年至2020年）。他目前是澳大利亚机器人视觉中心（ACRV）和昆士兰科技大学（QUT）电机工程与计算机科学学院的访问博士生（2017〜2019）。他分别于2012年和2015年获得中国地质大学的软件工程学士学位和计算机科学的硕士学位，并于2012年获得华中科技大学的工商管理学士学位。

一等奖获奖作品：Why spikes? Exploring spike-based Bayesian inference for accelerated neuronal substrates

作品简介： 提出了脉冲神经网络（SNN）作为皮层计算模型和解决机器学习问题的候选对象。然而，仍然缺乏能够揭示使用脉冲的优点的算法。我们演示了内置的生物学机制，如背景噪声和短期可塑性如何改善网络的生成性能。此外，通过将单个网络嵌入到功能独立的网络集成中，类似于大脑中的模块化结构，集成中每个网络产生的脉冲可以用作其他网络的“背景噪声”。这样，完全确定性和功能性SNN的集合便能够执行随机计算。所提出的模型是基于脉冲的神经形态硬件的理想候选者，并允许在神经元基质中进行贝叶斯计算的模块化网络的独立实现，如“ BrainScaleS”模拟加速系统的概念验证所示。

获奖队伍：海德堡大学

获奖团队的建立得益于他们曾在海德堡的Kirchhoff物理研究所的电子视觉小组中的共同学习，在那里他们开始了基于脉冲计算的理论和应用的研究，并在整个博士学位期间继续进行。该小组的愿景是：发现大脑的计算原理，并将其投射到新的模拟神经形态硬件中。他们相信，这些设备有一天会成为快速高效的人工智能系统，更像是生物大脑，而不是现在的冯·诺依曼计算机。

一等奖获奖作品： THANS:神经突触发育的物化动力学系统（Biophysical Dynamics of Neurite Development: Analytic and Computational Models）

作品简介：作为神经元发育和可塑性机制的基本元素，突触形态发生学的生物物理机制是理解神经系统拓扑性质的关键。近来，越来越多的研究已经揭示了这一生物物理系统在沟通对突触可塑性的唯象分析和对构造神经结构的物理化学机制这两大领域过程中的重要性，为脑科学和类脑计算提供潜在的突破方向。在我们的研究中，我们建立了一个由生物物理模型和计算模型组成的系统THANS，为分析和模拟这一生物物理动力学机制奠定了基础。为了展示该系统的应用潜力，我们首先基于THANS在计算机环境内定向发育了大规模人造类脑组织，并解析了类脑组织的拓扑性质。而后，我们分析了人造神经元的级联感受野的性质，以此对类脑智能模型的网络结构设计提出可能的指导。

获奖队伍： 清华大学

何炜华，清华大学精密仪器系16级本科生，星火计划12期成员。本科期间主要研究领域为微流控芯片。

田洋，清华大学心理学系16级本科生，星火计划12期成员。认知神经科学实验室成员。主要研究领域为计算神经科学、生物物理和类脑智能。

贾以涵，清华大学工程物理系16级本科生，星火计划12期成员。主要研究领域为辐射防护，可计算人体体模，医学物理。

黄铁军教授：类脑计算亟需发展杀手锏应用

颁奖典礼后，北京大学计算机科学技术系主任黄铁军教授点评了本次大赛。黄铁军教授首先代表评审专家感谢清华大学组织举办这个在国际上具有影响力、在类脑计算领域中有代表性的比赛。大赛评审委员会的专家对本届参赛作品所体现的学科交叉与国际合作的认可度较高，黄铁军教授也认为本届大赛的作品在算法、硬件、以及二者的结合性研究上可圈可点、覆盖了比较全面的方向，希望以后大赛继续保持高水平、有创意、高完成度的水准。