总 第 293 期 ( 半 年 刊 )
2023.2
自动化天地
ZIDONGHUATIANDI ZIDONGHUATIANDI
封面导读 :
★ 抢占科技制高点 打造新时代智能科学与技术国家战略科技力量
——自动化所召开 2023 年度科技工作会
★ 紫东太初大模型开放服务平台 2.0 正式发布 打造数字经济智能底座
★ 自动化所 3 项主持成果荣获 2022 年度北京市科学技术奖
★ 2023 年中国科学院—香港青年实习计划启动仪式在京举行
★ 第二届中国科学院—英国皇家学会人工智能
伦理研讨会在京举行
2023 年中国科学院—香港
青年实习计划启动仪式在京举行
香港特别行政区政府民政及青年事务局
局长麦美娟在启动仪式上致辞
中国科学院学部工作局副局长杨
永峰在结业仪式上致辞
香港大学生代表潘华康
颁发结业证书
中国科学院国际合作局副局长吴
艳在启动仪式上致辞
香港特别行政区政府驻京办事处
副主任阮慧贤在结业仪式上致辞
全体合影
中国科学院自动化研究所所长徐
波在启动仪式上致辞
导师代表余山
中国科学院自动化研究所党委书
记牟克雄主持启动仪式
中国科学院自动化所纪委书记许
冬在结业仪式上致辞
自动化天地·2023 年 第 2 期 总第 293 期 1
卷 首首语
在自动化所 2023 年度
科技工作会上的讲话（节选）
★中国科学院自动化研究所所长徐波
抢占科技制高点是习近平总书记和党中央对我院一以贯之的根本要求，也是我院全面实现“四
个率先”和“两加快一努力”目标的必然要求。研究所近年来基本发展态势良好，已形成以抢占人工
智能科技制高点为核心目标的研究格局，但对标抢占科技制高点任务要求仍存在一定不足。全所上下
要深入学习领会习近平总书记关于科技创新的系列重要讲话、指示批示精神和党中央重大决策部署，
对标对表中国科学院关于抢占科技制高点的全面部署，坚定创新自信，发扬斗争精神，增强忧患意识，
敢于攻坚克难。要深刻认识不同学科方向抢占科技制高点的发展特色，在科研战略布局上找准科技制
高点，在人工智能发展前沿、国家创新体系与国家重大需求上加快抢占科技制高点。时不我待，全所
同志必须不断提升使命感与责任感，紧抓历史机遇，集聚力量协同攻关，切实履行国家战略科技力量
的使命担当。
2 自动化天地·2023 年 第 2 期 总第 293 期
编辑委员会
主 编 ：袁 东
执行主编 ：鲁 宁
本期责编 ：董晓芙
编 委 ：（按姓氏笔划排序）
李 磊 何 欣 宋 琪
孙守胜 张志琳 张笑寒
张仲雷 陈培颖 吴 丹
郑 璐 胡 蓉 赵 瑾
郭 静 韩 伟 鲁 宁
廉敬阳 董晓芙 鞠召艳
美术编辑 ：
地址 ：北京中关村东路 95 号
邮编 ：100190
电话 ：010-82544654
电子邮箱 ：zdhtd@ia.ac.cn
卷首语
自动化所所长徐波在自动化所 2023 年度科技工作会上的讲话⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
聚焦 CASIA
抢占科技制高点 打造新时代智能科学与技术国家战略科技力量
——自动化所召开 2023 年度科技工作会⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 董晓芙
2023 年中国科学院—香港青年实习计划启动仪式在京举行⋯ ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 张冬梅
汪克强在中国科学院香港创新研究院人工智能与机器人创新中心开展调研⋯⋯⋯ 张笑寒
自动化所举办弘扬科学家精神主题报告会⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 郑 璐
中国科学院大学人工智能学院 2023 级本科生走进自动化所参观交流⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 郭 静
院党组第五巡视组巡视自动化研究所工作动员会召开⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 魏青晨
自动化所召开领导班子个别调整宣布会议⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 董晓芙
第二届中国科学院—英国皇家学会人工智能伦理研讨会在京举行⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 张笑寒
脑认知功能图谱与类脑智能交叉研究平台通过建安验收⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 董晓芙
北京市副市长于英杰调研自动化所⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 董晓芙
中国科学院自动化研究所安全工作委员会召开全体会议⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 张左淼
科研动态
自动化所 3 项主持成果荣获 2022 年度北京市科学技术奖⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 董晓芙
自动化所在 2023 中国算力大会获评多个奖项⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 董晓芙
国家科学评论 (NSR) 刊发社论 ：大语言模型和类脑通用智能⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 徐波 蒲慕明
类脑认知智能团队打造全脉冲神经网络的类脑认知智能引擎“智脉”⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 曾 毅
类脑认知智能研究组研发类脑脉冲神经网络加速器“智脉 • 萤火”⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 曾 毅
脑启发神经环路演化赋能脉冲神经网络创新⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 曾 毅
多尺度神经可塑性调制机制启发的类脑连续学习⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 张铁林
自动化所与北京大学合作开源深度脉冲神经网络学习框架 SpikingJelly⋯⋯⋯⋯⋯ 李国齐
脑图谱与类脑智能实验室脑网络组研究中心揭示
颅内电刺激改善个体情绪状态的新机制⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 曹 丹
基础情感空间揭示细粒度情绪在人类大脑中的拓扑表征模式⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 杜长德
脑图谱与类脑智能实验室揭示意识障碍患者丘脑电生理活动特征⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 张浩然
图主干网络 ：一种超越消息传递范式的图学习新框架⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 黄中昱
AI 技术推动生命科学研究人员破解灵长类脊髓衰老驱动力⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 马喜波
自动化所团队在基于博弈对抗的足球推演系统研究中取得系列进展⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 蒲志强
自动化所团队研发 FAST 激光靶标维护机器人⋯ ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 陶 锐
自动化所研发系列灵巧手及类人灵巧操作机器人，亮相世界机器人大会⋯⋯⋯⋯ 王 鹏
中国科学院分子影像重点实验室牵头制定的六项医工交叉团体标准获批发布实施⋯⋯ 徐 敏
自动化所 RoboGPT 方法在具身智能 ALFRED 榜单排名第一⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 陈亚冉
成果转化
紫东太初大模型开放服务平台 2.0 正式发布 打造数字经济智能底座⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 刘 昊
2023 年第2期总第 293 期
主办单位 ：中国科学院自动化研究所
18601005450
中国科学院自动化研究所所刊
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自动化天地·2023 年 第 2 期 总第 293 期 3
自动化所陈龙研究员领衔中科慧拓团队获
IEEE ITSS Institutional Lead Award⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 宋 平
自动化所紫东太初全模态大模型亮相 2023 年澳门科技周⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 张冬梅
中国光谷·多模态人工智能大会
暨多模态人工智能产业联合体第三次全体会议成功召开⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 刘 昊
自动化所研发的三维触觉传感器获第七届中国（国际）
传感器创新创业大赛特等奖⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 李正伟
党群之窗
中国科学院自动化研究所举办 2023 年基层党务干部培训班⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 魏青晨
自动化所召开主题教育情况通报会暨党建工作推进会⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 魏青晨
自动化所召开主题教育专题民主生活会⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 魏青晨
自动化所召开党委理论中心组学习（扩大）会⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 魏青晨
自动化所召开主题教育调研成果转化交流会暨第六次党委理论中心组学习扩大会⋯⋯ 魏青晨
自动化所召开第七次党委理论中心组学习会⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 魏青晨
自动化所召开第八次党委理论中心组学习会⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 魏青晨
自动化所召开 2023 年统战人士交流座谈会⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 魏青晨
紫东之子
谭铁牛院士当选中国侨联副主席⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 董晓芙
程龙研究员、雷震研究员当选 IEEE Fellow⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 董晓芙
朱翔昱副研究员获国际模式识别学会“国际生物特征识别青年学者奖”⋯⋯⋯⋯⋯ 董晓芙
吕宜生研究员获 2023 年度 IEEE 智能交通系统杰出研究奖⋯ ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 董晓芙
桑榆暖吧
中国科学院自动化所举办 70 岁 80 岁老同志集体生日会⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 何 欣
中国科学院老科技工作者协会自动化所分会举办 2023 年度学术沙龙活动⋯⋯⋯⋯ 何 欣
自动化所老科协分会召开 2023 年度工作总结会⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 何 欣
参加京区第八届老年健身系列活动⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 何 欣
恒爱行动——献爱心编织毛衣活动⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 何 欣
旅行见闻⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
每月纪事
每月纪事（2023 年 7 月—12 月）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
封一 ：抢占科技制高点 打造新时代智能科学与技术国家战略科技力量
——自动化所召开 2023 年度科技工作会
封二 ：2023 年中国科学院—香港青年实习计划启动仪式在京举行
封三 ：自动化所多项成果荣获 2022 年度北京市科学技术奖
封四 ：脑认知功能图谱与类脑智能交叉研究平台通过建安验收
INSTITUTE OF AUTOMATION, CHINESE ACADEMY OF SCIENCES
目录
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4 自动化天地·2023 年 第 2 期 总第 293 期
10 月 26 日，中国科学院自动
化研究所召开 2023 年度科技工作
会。所领导班子成员、党委委员、
学术委员会委员、科研部门正 / 副
主任、科研团队负责人、职能部门
负责人及部分青年科研人员代表参
加会议。会议由自动化所党委书记
袁东主持。
自动化所所长徐波做题为《抢
占科技制高点 打造新时代智能科学
与技术国家战略科技力量》的专题
报告。报告详细传达并解读了院党
组关于以“抢占科技制高点”为核
心任务的工作部署和要求，梳理了
我所抢占科技制高点的重点方向、
目标任务，提出了更好发挥体系化
建制化优势、抢占科技制高点的总
体考虑和主要思路。
报告指出，抢占科技制高点是
习近平总书记和党中央对我院一以
贯之的根本要求，也是我院全面实
现“四个率先”和“两加快一努力”
目标的必然要求。研究所近年来基
本发展态势良好，已形成以抢占人
工智能科技制高点为核心目标的研
究格局，但对标抢占科技制高点任
务要求仍存在一定不足。全所上下
要深入学习领会习近平总书记关于
科技创新的系列重要讲话、指示批
示精神和党中央重大决策部署，对
标对表中国科学院关于抢占科技制
高点的全面部署，坚定创新自信，
发扬斗争精神，增强忧患意识，敢
于攻坚克难。要深刻认识不同学科
方向抢占科技制高点的发展特色，
在科研战略布局上找准科技制高点，
在人工智能发展前沿、国家创新体系
与国家重大需求上加快抢占科技制
高点。接下来，研究所将以“抢占科
技制高点”统揽工作大局，在“抢占
科技制高点”的目标、基础与举措方
面不断提高认知能力和执行力。徐波
强调，时不我待，全所同志必须不断
提升使命感与责任感，紧抓历史机遇，
集聚力量协同攻关，切实履行国家战
略科技力量的使命担当。
会上，副所长曾大军就研究
所“十四五”规划中三大主攻方向
聚焦 CASIA
升旗仪式
★ 综合处·董晓芙
抢占科技制高点
打造新时代智能科学与技术国家战略科技力量
——自动化所召开 2023 年度科技工作会
徐波做专题报告 袁东主持会议 会议现场
的思考做专题报告，副所长刘成林
就研究所“十四五”规划中基础研
究方向的思考做专题报告。各科研
部门和各主攻方向与新兴前沿方向
青年骨干人员做下一步工作思考报
告。纪委书记许冬围绕研究所相关
工作部署情况做专题报告。
在分组讨论环节，与会人员围
绕抢占科技制高点的工作基础、具
体举措及思考建议进行了充分深入
的交流研讨。
袁东表示本次会议是在贯彻落
实夏季党组扩大会议精神，落实“抢
占科技制高点”各项任务及布局，
进一步推进研究所“十四五”战略规
划和各项改革创新事业的关键时期召
开的一次重要会议，对于研究所工作
具有重要指导意义，也为今后一个时
期的工作指明了方向。希望全所上下
围绕这一主题进一步深入思考，扎实
推进各项重要任务落实，切实扛起智
能科学与技术国家战略科技力量的使
命责任，在科技创新的伟大征程上产
出更大成果。
自动化天地·2023 年 第 2 期 总第 293 期 5
7 月 18 日，中国科学院 - 香
港青年实习计划启动仪式在中国科
学院自动化研究所召开，此次实
习计划将为 16 名香港青年学生提
供 6 周的实习指导。香港特别行政
区政府民政及青年事务局局长麦美
娟、中国科学院国际合作局副局长
吴艳、自动化所所长徐波出席开班
仪式并致辞。开班仪式由自动化所
党委书记牟克雄主持。
自 2018 年起，中国科学院与
香港特区政府共同举办中国科学院
- 香港青年实习计划，旨在为香港
大学生提供零距离接触前沿科学的
机会，培养他们的科学探索精神，
塑造科学思维，加深对祖国科技发
展的理解和认识。2018 至 2019 年，
来自中国科学院 6 家科研院所 12
个实验室的 3 名院士及 40 余名科
研骨干带领 71 名香港学生走进中
国科学院开展为期 6 周的实习，研
究方向囊括数学、物理和生物等基
础科学领域及人工智能、智能机器
人、无人驾驶等热门方向，促进了
内地与香港在青少年科技创新方面
的交流。受疫情影响，该活动已经
聚焦 CASIA
升旗仪式
★ 科技处·张冬梅
2023 年中国科学院—香港
青年实习计划启动仪式在京举行
吴艳致辞
导师代表余山发言
仪式现场
麦美娟致辞 徐波致辞 牟克雄主持仪式
香港大学生代表
潘华康发言
中断三年。此次活动是疫情结束后
恢复举办的第一次活动。
吴艳在致辞中表示，中国科学
院一直高度重视与香港科技界的合
作交流，认真贯彻落实党中央关于
推进粤港澳大湾区国际科技创新中
心建设的决策部署，率先在香港成
立了香港创新研究院，并与香港 6
所高校共建了 22 个联合实验室，
形成了良好的科技合作关系。青年
实习计划项目，是双方合作系列工
作中的一项重要活动，对促进香港
青年对国家科技发展的了解，助力
6 自动化天地·2023 年 第 2 期 总第 293 期
聚焦 CASIA
香港青年的成长等具有重要作用。
她期待同学们充分利用好参加本次
活动的时间，多看多听多交流，在
深入了解科技前沿和国家科技发展
现状的同时，努力提升科技创新素
养和能力，为香港创科发展和国家
科技自立自强做贡献。
麦美娟在致辞中表示，香港特
区政府非常重视青年发展工作，与
中国科学院合作举办的青年实习计
划也一直深受青年人欢迎。当前，
国家科技发展在许多领域都取得了
重大成就，希望参加活动的香港青
年朋友们通过实习加深对我国前沿
科技和高端科学技术发展的了解和
认识，把握好创科发展所带来的宝
贵机遇，为国家及香港的科研发展
贡献力量。
全体合影
徐波对参加本次活动的香港青
年表示热烈欢迎。他介绍了自动化
所的发展定位以及同香港的合作情
况，表示研究所将持续加强与香港
地区的科技合作，不断为青年人才
提供学习交流机会，促进两地创新
文化交流。
开班仪式上，自动化所研究员
余山和香港大学生代表潘华康分别
作为导师代表和学生代表发言。部
分参与青年实习计划单位的负责同
志、有关指导老师和学生代表出席
了开班仪式。
据了解，本次实习计划将充分
发挥中国科学院院所的科技优势，
组织 16 位香港青年学生分赴中国
科学院自动化研究所、网络信息中
心、软件研究所、数学与系统科学
研究院、物理研究所、声学研究所
等 6 家科研院所，与 14 位导师和
16 名内地研究生“结对子”，在人
工智能、物理、声学、新媒体等领
域的 14 个研究方向上开展科技交
流。活动还设置了“科研‘1+1’”“感
受中国科学院”“名师大讲堂”“零
距科学家”“文化共传承”“团队一
家亲”等六大版块，为香港青年学
生提供全方位的实习指导。
中国科学院 - 香港青年实习
计划由中国科学院学部工作局、中
国科学院港澳台事务办公室和香港
特别行政区政府民政及青年事务局
联合主办，智能科学与技术科普工
作协作组（挂靠在中国科学院自动
化研究所）和香港志愿者协会共同
承办。
自动化天地·2023 年 第 2 期 总第 293 期 7
聚焦 CASIA
★ 科技处·张笑寒
汪克强在中国科学院香港创新研究院
人工智能与机器人创新中心开展调研
9 月 13 日，中国科学院副院长、
党组成员汪克强、国际合作局局长
刘卫东一行，前往中国科学院香港
创新研究院人工智能与机器人创新
中心（“创新中心”）调研并与香港
科技园公司主席查毅超亲切会面。
汪克强听取了创新中心在人才队伍
建设、科研进展、成果转化等方面
的工作情况汇报。
调研中，创新中心执行主任刘
宏斌展示了包括微创柔性神经外
科机器人 MicroNeuro、脑外科手
术模拟器 NeuroNav、多模态手术
具身智能大模型 CARES Copilot
等创新中心研发的多项国际领先
医疗科技成果。
汪克强详细询问了各项技术成
果的核心竞争力以及与医院合作进
展等相关情况，对中心的建设、科
研等进展给予了充分的肯定，并对
创新中心国际交流合作、科研管理
及成果转化等方面做出重要指示。
此次调研的参与者还包括中国
科学院港澳台事务办公室主任李芳
芳，中国科学院香港创新研究院资
产财务处副处长田天、再生医学与
健康创新中心的主任潘光锦和副主
任龚举成，以及大湾区院士联盟的
秘书张笑笑等人。
8 自动化天地·2023 年 第 2 期 总第 293 期
聚焦 CASIA
★ 党委办公室·郑璐
自动化所举办弘扬科学家精神主题报告会
9 月 18 日上午，自动化所举
办弘扬科学家精神主题报告会，理
论物理学家、中国科学院院士孙
昌璞到会作“面向国家需求的基
础研究与科技人才链安全”的主
题报告。党委书记牟克雄、纪委
书记许冬出席会议，副所长曾大
军主持报告会，全所约 200 名师
生现场聆听了报告会。
孙昌璞院士从科技发展与科技
创新的角度，围绕需求导向基础研
曾大军主持报告会
究的内涵、需求导向科技任务的生
成、需求导向科技的人才链安全、
战略科学家培育之我见、从科学精
神到科学家精神五个方面，为大家
阐释了什么是国家需求导向的科技
战略，面向国家战略需求的基础研
究的内涵与特征是什么，并就如何
在本职岗位上践行科学家精神，做
新时代追梦人等内容与大家共同分
享了自已的理解与感悟。
孙昌璞院士的报告政治站位
颁发纪念证书
报告会现场
高，论述精辟，事例鲜活，语言朴
实，具有很强的现实指导意义。与
会人员纷纷表示，要将主题报告会
的精神有效地转化为指导科研创新
的强大动力，不断强化国家战略科
技力量主力军的使命担当，为建设
世界科技强国贡献力量。
报告会后，牟克雄代表研究所
感谢孙昌璞院士所做的精彩报告，
并向他颁发了纪念证书。
自动化天地·2023 年 第 2 期 总第 293 期 9
聚焦 CASIA
9 月 23 日上午，人工智能学院 2023 级本科生科学
家班主任交流会暨入所参观活动在中国科学院自动化
研究所举行。自动化所所长、人工智能学院院长、人
工智能学院 2023 级科学家班主任徐波研究员，自动化
所副所长、人工智能学院复杂系统智能教研室主任曾
大军研究员，人工智能学院副院长肖俊教授，人工智
能学院模式识别与智能系统教研室主任向世明研究员，
人工智能学院教学委员会委员邹伟研究员，人工智能
学院 2023 级青年班主任王双翌研究员，与本科生新生
同学们进行了亲切座谈，座谈会由曾大军副所长主持。
自动化所教育处组织本科生们参观了自动化所所
史馆和科技成果展厅。通过参观，同学们深刻感受到
自动化所“应国家需求而生，伴国家发展而长，为国
家战略而强”的初心使命，了解到自动化所的发展历
程和重大成就，以及当前的重点研究布局方向。
班主任徐波所长代表自动化所、代表人工智能学
院对同学们表示热烈欢迎，他祝贺同学们选择了人工
★教育处·郭静
中国科学院大学人工智能学院
2023 级本科生走进自动化所参观交流
智能这一最有发展前景、最具有技术挑战性，又最符
合国家需求的专业方向。“人工智能将在未来十年和
二十年迎来重大发展，将为同学们打开无限广阔的舞
台。”徐波表示，人工智能是新一代科技革命和产业
变革重要驱动力量，科技改变生产力，人工智能还改
变生产关系，而 AI for Science 正在加速科技革命，
积极开拓科学研究的新范式。
徐波结合人工智能的技术更迭与历史起落，指出人
参观展厅 工智能的最大学科特点是没有明确的边界与内涵，具有
座谈会现场
徐波讲话
10 自动化天地·2023 年 第 2 期 总第 293 期
聚焦 CASIA
学科高度交叉性和多领域复合性，除了计算机科学和数
学等，正在与脑科学、神经科学、心理学等学科领域开
展更多的交叉研究，逐步建立起独具特色的学科体系。
他叮嘱同学们，在大学期间要牢牢把握国家战略需求，
一边打好学科基础，一边关注知识更新迭代，点对“科
技树”，放开眼界，有志于在广阔的舞台上闯出一片天地。
曾大军副所长代表教学委员会致辞，他建议同学
们从更广阔的视野看科研，关注与人工智能相关、与
科研方向相关的学科领域，以研究驱动思考，汲取物
理、生物、经济学等其他领域大师们的经验，形成自
己的独特见解。他强调，大学学习和高中学习完全不
一样，不再唯分数论，人才培养不能是一个模子，唯
有不同，才能创新，鼓励同学们要发展自己的个性与
特色，找到独一无二的适合自己发展的组合。
座谈会上，同学们畅所欲言，分享自己与人工智
能结缘的经历，畅谈对人工智能专业学习的美好期待。
围绕专业学习、学科交叉、发展支持、知识体系拓展
等主题，向老师们积极提问和交流。现场老师们予以
了认真解答，强调本科阶段要打好专业知识基础，触
类旁通相关学科领域知识前沿，鼓励新生们尽快适应
大学生活，促进全面发展。
中国科学院大学人工智能学院 2023 级本科生科学
家班主任交流会暨入所参观活动圆满结束。人工智能学
院自 2021 年开始招收首届本科生，今年的新生入所交
流活动是第三次举办，旨在加强与本科新生的沟通交流，
使新生了解人才培养理念、课程体系、科研入门指导等
基本情况，助力新生更快地适应本科学习生活。
活动合影
曾大军代表教学委员会致辞
自动化天地·2023 年 第 2 期 总第 293 期 11
聚焦 CASIA
根据院党组巡视工作部署，10
月 12 日上午，院党组第五巡视组
巡视自动化研究所工作动员会召
开。会上，巡视组组长蔡长江作了
巡视动员，自动化研究所所长徐波
作单位基本情况和改革发展报告。
动员会由自动化研究所党委书记牟
克雄主持。
巡视组全体成员，自动化研究
所领导班子成员，党委委员，纪委
委员，实验室正副主任、科研团队
负责人，党总支、党支部以及职代
会、工会、团委、妇委会、研究生
会等群团组织负责人，副高及以上
专业技术职务人员、六级及以上职
员等参加会议。
蔡长江指出，院党组巡视是对
★党委办公室·魏青晨
院党组第五巡视组
巡视自动化研究所工作动员会召开
院属各单位、院机关各部门履行职
能责任的政治监督。巡视组将严格
按照院党组授权开展工作，坚守政
治巡视定位，旗帜鲜明把“两个维
护”作为根本任务，重点监督检查
落实党的路线方针政策和党中央重
大决策部署，履行国家战略科技力
量主力军职责使命 ；落实全面从严治
党主体责任和监督责任，压实管所治
所责任 ；落实新时代党的组织路线，
建设强有力领导班子和创新人才高
地，促进党建工作与科技创新中心工
作深度融合 ；落实巡视整改和成果运
用，提升巡视监督效能等情况。
蔡长江强调，自动化研究所党
委和领导班子要深入学习贯彻习近
平新时代中国特色社会主义思想，
增强“四个意识”、坚定“四个自
信”、做到“两个维护”，自觉与党
中央要求和院党组工作部署对标对
表，从思想上行动上做到与巡视组
同题共答、同向发力，加强沟通，
共同完成好巡视任务。
牟克雄表示，自动化研究所党
委和领导班子将坚持以习近平新时
代中国特色社会主义思想为指导，
全面贯彻落实党的二十大精神，坚
决贯彻落实中央关于巡视工作的新
部署新要求，切实增强接受巡视监
督的思想自觉、政治自觉和行动自
觉，全力配合巡视工作，主动接受
监督检查，并认真做好落实整改工
作，不断推动研究所各项工作高质
量发展。
12 自动化天地·2023 年 第 2 期 总第 293 期
聚焦 CASIA
10 月 20 日，中国科学院自动
化研究所召开领导班子个别调整宣
布会议。中国科学院人事局副局长
蔡宏志出席会议。院人事局有关同
志，自动化所领导班子成员、党委
委员、纪委委员及科研管理骨干参
加会议。
蔡宏志宣读了院党组的决定 ：
由袁东同志任自动化研究所党委书
记、副所长；由于到达退休年龄界限，
免去牟克雄同志自动化研究所党委
书记、副所长职务，保留正局级。
随后，蔡宏志代表院党组向牟
克雄同志颁发荣誉牌，对他担任领
导职务以来，为研究所改革创新发
展以及我院科技事业发展做出的重
★ 综合处·董晓芙
自动化所召开领导班子个别调整宣布会议
要贡献表示肯定与感谢。
牟克雄表示坚决服从院党组的
决定，他衷心感谢院党组长期以来
的教育与培养，感谢自动化所领导
班子和全所职工的支持与信任，并
祝愿自动化所在接下来的发展中齐
心协力，取得更加辉煌的成绩。
袁东在发言中表示坚决服从院
党组的决定，感谢院党组的培养与
关心，感谢组织和同志们的信任与
重托，今后将聚焦主责主业，认真
履职尽责，和全所职工共同推进自
动化所的发展，以扎实努力的工作
和勤勉的付出回报组织和同志们的
信任与支持，为研究所科技创新事
业做出应有的贡献。
自动化所所长徐波代表所领导
班子讲话。他代表自动化所全体同
志对牟克雄同志表示衷心的感谢，
并希望牟克雄同志一如既往地支持
和关注自动化所的发展。徐波对袁
东同志到自动化所工作表示热烈欢
迎与祝贺，并表示将全力加强党政
班子紧密配合，共同开创自动化所
事业发展新局面。他强调，自动化
所已迎来发展的新机遇与新挑战，
全所上下要进一步凝心聚力，聚焦
重大任务攻关与重大成果产出，坚
定践行国家战略科技力量的使命担
当，敢于创新，不断奋斗，努力抢
占科技制高点，为实现高水平科技
自立自强做出新的更大贡献。
蔡宏志宣读院党组决定 颁发荣誉牌 牟克雄讲话 袁东讲话 徐波讲话
自动化天地·2023 年 第 2 期 总第 293 期 13
聚焦 CASIA
11 月 13 日至 14 日，由中国
科学院和英国皇家学会联合举办的
第二届人工智能伦理研讨会在京举
行。中国科学院院长侯建国、英国
皇家学会会长 Adrian Smith 发表
视频致辞。
侯建国在致辞中对出席会议的
各位专家学者表示诚挚欢迎。他表
示，人工智能加速了科学研究的范
式转变，面对人工智能在科研应用
中的伦理风险，全球科学家正在积
极寻求应对路径和规范。中国科学
院愿与英国皇家学会以及全球科学
★ 科技处·张笑寒
第二届中国科学院—英国皇家学会
人工智能伦理研讨会在京举行
家一道，聚焦人工智能领域可能出
现的伦理问题，共同探索解决方案、
制定政策规范、推动良性发展，为
人工智能更好助力人类生产生活、
增进人类福祉作出贡献。
Adrian Smith 在 致 辞 中 说，
国际社会高度关注人工智能安全和
人工智能治理，人工智能发展带来
的伦理问题和社会挑战需要在全球
范围内加强科学合作、共同应对。英
国皇家学会非常重视与中国科学院的
合作伙伴关系，希望通过双方合作，
共同应对人工智能在科学研究中的伦
理问题，确保这一变革性技术以负责
任和合乎伦理的方式服务人类。
人工智能伦理研讨会是“中
英人工智能政策对话”的延续。本
届研讨会的主题为“科学研究中的
人工智能”。会议由中国科学院自
动化研究所承办，来自中英两国科
研机构和大学的 40 余名专家学者
围绕人工智能在科学研究中的新应
用、新方向、新场景，以及未来应
对科学研究中人工智能伦理的新问
题、新风险、新挑战等主题，进行
了深入分享与讨论。
14 自动化天地·2023 年 第 2 期 总第 293 期
聚焦 CASIA
12 月 7 日，中国科学院自动
化研究所作为法人单位承担建设的
脑认知功能图谱与类脑智能交叉研
究平台通过建安验收。
中国科学院条件保障与财务局
组织建安专家对项目进行了现场验
收。专家组详细听取了脑认知功能
图谱与类脑智能交叉研究平台项目
建设总结报告，现场检查了工程实
体质量，查阅了项目建设档案资料
及相关佐证材料，经质询讨论，专
家组一致认为脑认知功能图谱与类
★ 综合处·董晓芙
脑认知功能图谱与类脑智能交叉研究平台通过建安验收
脑智能交叉研究平台项目建设符合
验收规范要求，同意通过验收。
脑认知功能图谱与类脑智能交
叉研究平台是北京怀柔综合性国家
科学中心重点项目及“十三五”科
教基础设施项目之一，将为脑科学
与类脑智能交叉提供覆盖研究、技
术、模拟、验证等环节的一站式研
究平台，为我国脑计划和人工智能
重大项目的实施提供基础设施支撑。
平台于 2020 年 4 月 10 日正式开工
启动建设，总建筑面积 29990 平方
米，项目建安工程获评“北京市结
构长城杯”金奖、第十届全国 BIM
大赛施工组一等奖等奖项。
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自动化天地·2023 年 第 2 期 总第 293 期 15
聚焦 CASIA
12 月 11 日，北京市副市长于
英杰在中国科学院自动化研究所调
研指导工作，与自动化所领导班子、
科研人员代表进行座谈。
于英杰一行重点参观了类脑智
能、通用人工智能大模型、人形机
器人、医疗机器人等方向的前沿进
展，对自动化所近年来取得的科技
成果表示高度肯定。
★ 综合处·董晓芙
北京市副市长于英杰调研自动化所
座谈会上，于英杰听取了自动
化所发展情况汇报，与领导班子和
科研人员代表围绕探索新一代人工
智能发展方向、加快实现高水平科
技自立自强进行深入交流和探讨。
他表示，自动化所作为新时代智能
科学与技术国家战略科技力量，北
京市全力支持研究所集聚所内外优
势力量，持续加强底座建设，打造
自主可控的人工智能原始创新生
态，加快关键技术突破与典型应用
落地，为进一步推动人工智能全链
条发展，实现我国人工智能跨越发
展贡献力量。
北京市政府副秘书长韩耕，北
京市科学技术委员会、中关村科技
园区管理委员会主任张继红、二级
巡视员刘航等陪同调研。
参观展厅
座谈会
16 自动化天地·2023 年 第 2 期 总第 293 期
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12 月 22 日，中国科学院自动
化研究所召开安全工作委员会全体
会议，党委书记、副所长、所安委
会主任袁东出席会议并讲话，安委
会委员参加会议。
会议传达学习了院办公厅关
于做好 2024 年元旦春节期间安全
稳定工作重要指示精神，听取了
2023 年研究所安全工作和有关部
门责任落实情况汇报，审议了学生
安全工作管理办法。
袁东指出，一是要树牢安全
意识，严格落实“管业务必须管安
全”要求，建立各部门齐抓共管机
★ 综合处·张左淼
中国科学院自动化研究所安全工作委员会
召开全体会议
制，推进中关村和怀柔园区联动管
理，落实机关延伸管理工作，进一
步加强人财物协同管理，切实推动
安全责任落实到位、安全措施管控
到位。二是要结合冬春季安全工作
特点，深入开展安全隐患排查治理，
坚决防止各类可能影响抢占科技制
高点核心任务的“黑天鹅”和“灰
犀牛”事件发生，实实在在地、具
体细致地重视安全工作。三是要坚
持底线思维，深刻认识安全工作的
艰巨性、复杂性，全面开展风险辨
识管控，建立有效应急应对工作机
制，坚决防止出现各类事故和失泄
密事件，提高安全防范和处置能力，
认真做好安全稳定工作。
袁东强调，2024 年安全工作
形势依然严峻复杂，面对安全稳定
新形势新要求，要坚决贯彻落实党
中央、国务院的决策部署和院党组
的工作要求，以全力保障科研生产
安全为目标，以“时时放心不下”
的责任感，持续狠抓工作落实，确
保科技安全、生物安全、网络安全、
学生安全等各项工作落到实处，切
实为研究所安全稳定的科研生产环
境提供有力保障。
自动化天地·2023 年 第 2 期 总第 293 期 17
科研动态
近日，北京市人民政府发布了
关于 2022 年度北京市科学技术奖
励的决定，对为科学技术进步、科
技创新中心建设、首都经济社会发
展作出突出贡献的科技人员和组织
给予奖励。自动化所作为第一完成
单位的 3 项成果获得北京市科学技
术奖，其中北京市科学技术进步奖
一等奖 1 项、北京市科学技术进步
奖二等奖 1 项、北京市自然科学奖
二等奖 1 项。此外，自动化所 2 项
参与成果获得北京市自然科学奖二
等奖。
“面向动态复杂环境的多源融
合智能感知技术及产业化”项目由
张兆翔研究员、谭铁牛院士牵头完
成，荣获北京市科学技术进步奖一
等奖。项目多年聚焦面向动态复杂
环境的多源融合智能感知技术攻关
及成果转化，着力解决智能驾驶、
交通物流、城市管理等多场景产业
落地瓶颈，在关键技术和支撑平台
方面取得了一批重大原创成果。具
体围绕以下几个层面开展 ：（1）提
自动化所 3 项主持成果荣获
2022 年度北京市科学技术奖
★ 综合处·董晓芙
出了环境适应结构建模技术，全面
提升了单模型的感知尺度和环境适
配性 ；（2）提出了多源多向信息汇
聚技术，在国际上率先实现了智能
驾驶域千米级感知的技术突破；（3）
提出了数据受限概念发现技术，实
现首个真实开放环境实用的无监督
物体发现与检测 ；（4）联合模型、
数据、任务，提供全场景多算力一
体化自动部署平台，打破了重复标
注、重复建模、重复调参、重复训
练的既有范式。项目成果有效加快
了合作单位的智能化建设进程，全
维度智能驾驶技术的落地在北京冬
奥等国家重大活动中展现出“北京
科技”，多场景智能驾驶方案的部
署在北京亦庄、上海临港等自动驾
驶示范区展现出“北京方案”，具
有显著的经济效益与社会影响。
“面向媒体智能的跨模态多语
表 1. 自动化所为第一完成单位的获奖成果
18 自动化天地·2023 年 第 2 期 总第 293 期
科研动态
言关键技术及产业化应用”项目由
曾大军研究员等完成，获得北京市
科学技术进步奖二等奖。在媒体融
合传播场景下，信息呈现多语言、
多模态、语义复杂和演变迅速等特
征，运用人工智能技术赋能图文音
视媒体数据分析、传播溯源与预
测、采编决策等已成为国家的迫切
需求。项目针对现有技术难以全面、
及时、准确、高效完成复杂融媒体业
务的难点展开技术攻关，实现了对多
模态媒体信息隐含语义的准确理解，
研发了集成化的媒体智能中台关键技
术，可高效支撑多语种信息传播溯源
分析、全球信息热点发现等融媒体应
用核心需求。项目成果有力促进了媒
体智能相关技术的发展，并已在多家
重要机构落地应用。
“高效深度强化学习算法和最
优性分析”项目由赵冬斌研究员等
完成，获得北京市自然科学奖二等
奖。项目系统开展了深度强化学习
理论和方法的研究工作，提出了多
种新型高效的深度强化学习方法，
可实现数据的高效利用，有效提升
算法性能和变化场景的迁移泛化能
力，减少对数据和计算平台的依赖。
项目参考最优控制、博弈论等，面
向多个体的通讯受限问题，提出事
件驱动的在线 RL/ADP 方法，证
明了闭环系统的稳定性和神经网络
最优解的收敛性。项目团队在公认
的游戏 / 博弈平台充分验证了所提
算法的性能，并迁移至实体机器人
及自动驾驶问题中，促进了实际的
应用转化。
表 2. 自动化所参与的获奖成果
自动化天地·2023 年 第 2 期 总第 293 期 19
8 月 19 日，2023 中国算力大
会在宁夏银川举办。会上，中国科
学院自动化研究所凭借在人工智能
大模型、类脑计算系统等方向的成
果获得“年度突破成果”、“大会最
佳学术论文”以及“青年先锋人物”
三大奖项。
人工智能大模型已经成为发展
数字经济重要的基础设施，“紫东
太初”全模态大模型作为具有开创
引领性的国产通用人工智能底座获
评“年度突破成果”。2023 年，在
千亿参数多模态大模型“紫东太
初”1.0 基础上，自动化所升级打
造 2.0 版本——“紫东太初”全模
态大模型，在语音、图像和文本三
模态的基础上，加入视频、信号、
3D 点云等模态数据，研究突破了
认知增强的多模态关联等关键技
术，具备全模态理解能力、生成能
力和关联能力。作为全栈国产化工
智能平台，“紫东太初”全模态大模
型积极开展大模型生态建设，构建
人工智能开放服务平台，目前已经
用于新型医疗器械管理、大型工业
质检、智能座舱等多个场景与行业。
类脑计算智能是引领未来人工
智能发展的重要方向，中国科学院
自动化研究所脑图谱与类脑智能实验
室联合西安交通大学完成的《注意力
自动化所在 2023 中国算力大
会获评多个奖项
★ 综合处·董晓芙
脉冲神经网络》研究获得“大会最佳
学术论文”奖。该研究将注意力机制
融入百万级规模脉冲神经网络，实
现在显著提升任务性能的同时大幅
降低网络能量消耗，为低功耗神经
形态系统的发展提供了新思路。
上述论文的通讯作者、中国科
学院自动化研究所李国齐研究员获
评 2023 中国算力大会“青年先锋
人物”。李国齐研究员致力于从类
脑计算理论到类脑计算架构再到类
脑系统的软硬件协同研究，提出了
兼具生物合理性和计算高效性的大
规模脉冲神经网络模型和算法，解
决了脉冲网络在类脑芯片部署的技
术瓶颈，为未来类脑计算系统的发
展提供了新的见解。
据悉，本届中国算力大会由工
业和信息化部、宁夏回族自治区人
民政府共同主办。本届大会以“算
领新产业潮流 力赋高质量发展”
为主题，旨在推进算力或相关领域
在基础理论、方法模式中的科研探
索，持续激励年轻一代的优秀先行
者、模范实践者和产业推动者，打
造新技术、新应用、新模式的展示
交流平台。
科研动态
“青年先锋人物”颁奖现场
“年度突破成果”颁奖现场 “大会最佳学术论文”颁奖现场
20 自动化天地·2023 年 第 2 期 总第 293 期
科研动态
近日，中国科学院自动化研究
所徐波研究员和中国科学院脑科学
与智能技术卓越创新中心蒲慕明院
士在《国家科学评论》（NSR）上
发表社论，就以促进更加绿色的类
脑通用人工智能为目标，评述如何
发展脑启发的类脑神经网络架构、
类脑学习算法及基于脉冲编码的类
脑计算软硬件等。
大语言模型（LLM）的出现以
及它们在生成任务中的惊人表现预
示着通用人工智能（AGI）新时代的
开始。在很大程度上，它们已经通过
了经典的图灵测试。通过与机器人结
合，大模型将进一步发展出更强大的
具身智能。基于大语言模型的各种
科学、教育和商业应用正激发人们
对未来人工智能的无限遐想。然而，
大语言模型存在着大量的连接参数，
它们在训练和推理阶段的计算调整
和并行推理往往消耗了巨大的算力
成本，这个问题将限制大语言模型
作为社会基础设施的广泛应用。
发展受脑启发的类脑通用智能
研究是解决现有问题的一种有效途
径。人类大脑是进化过程赋予的一
种高效生物神经网络，包含多样的
细胞类型和连接模式，且在人类出
生后的脑发育过程中通过与环境交
互进一步完善并形成高效的连接模
国家科学评论 (NSR)
刊发社论 ：大语言模型
和类脑通用智能
★ 中国科学院自动化研究所·徐波
中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心·蒲慕明
式。即使我们不能像图灵曾经提出
的那样制造一个“儿童机器”（Child
Machine），通用人工智能也仍然可
以从两个方面向成熟的大脑学习，
即神经网络架构和类脑学习算法。
过去的人工神经网络在一定程
度上受到了生物脑网络的启发，例
如分层和模块化的网络结构，以及
可调权重的突触连接。然而，大
脑网络实现高效运转不仅仅是更
多神经元和突触的堆叠，更重要
的是不同神经元类型以及功能模
块之间的选择性连接。大脑网络从
局部模式到全局拓扑已经启发了当
今人工智能中的卷积、循环及多类
Transformer等强大神经算子。当前，
全脑空间转录组（用于识别不同的
神经元亚型）和介观连接组（用于
定义特定细胞类型的连接）的研究，
为进一步设计更有效的大语言模型
网络架构提供了更多的生物依据。
突触连接往往通过短时和长时
的突触可塑性机制进行神经活动的
局部调节。全局神经调质可以在许
多突触上发挥作用，以改变局部突
触可塑性的能力和特性。类脑学习
算法利用大脑发现的多尺度、多形
式的突触可塑性，如时序依赖突触
可塑性、自组织可塑性传播、神经
调制元可塑性等，来决定网络突触
权重的动态变化。类脑学习算法也
可以通过梯度下降方法与可塑性学
习规则相结合，使得在沿用反向传
播核心原理同时，解决很多高效计
《国家科学评论》刊发社论 算问题。开发用于大模型权重学习
自动化天地·2023 年 第 2 期 总第 293 期 21
科研动态
的新算法需要神经科学和人工智能
之间的深度融合。
同步开发新的网络架构和学
习算法将发展出新形式的类脑计
算（BIC），即在神经形态芯片上
实现生物启发的脉冲神经网络算法
（SNN）。在网络和算法层面，SNN
使用具有丰富动力学和脉冲模式的
生物神经元作为基本计算单元，可
以更容易地采用多尺度突触可塑性
进行优化。在硬件层面，神经形态
芯片需要新一代的非冯 • 诺依曼计
算架构，通过借鉴大脑的事件驱动
稀疏计算、高度并行运算以及存内
计算来降低硬件功耗成本。类脑计
算的一个充满吸引力的特质是，在
执行推理时，只有一小部分脉冲神
经元被激活以参与稀疏加法运算。
这种稀疏计算非常适合降低大型人
工智能模型的训练和推理成本。
社论认为，除了开发绿色和可
持续的低功耗人工智能这个紧迫问
题，人们也越来越担心未来通用人
工智能的发展可能会以有害的方式
对人类社会产生重大影响。考虑到
存在着政治、社会和文化差异，实
现有效的人工智能全球治理不是一
个容易实现的目标，但却是人类生
存必需迈出的一步。
社论链接 ：
https://doi.org/10.1093/
nsr/nwad267
中国科学院自动化研究所曾毅
研究员负责的类脑认知智能团队打
造全脉冲神经网络的类脑认知智能
引 擎 (Brain-inspired Cognitive
Intelligence Engine， 简 写 为
BrainCog，中文名“智脉”)，并
进行全面开源开放，为探索面向通
用人工智能的类脑智能研究提供基
础性支撑，助力自然智能的计算本
质探索和新一代人工智能的发展。
相关文章作为封面文章发表于细胞
出版社旗下 Patterns 期刊。
“智脉”以多尺度生物可塑性
原理为基础，支持全脉冲神经网络
建模，具备脑启发的人工智能模型
以及脑功能和结构模拟能力，为类
脑人工智能和计算神经科学的研究
者提供了一套相对完整的、系统化
的接口组件，包括不同精细程度
的神经元计算模型，丰富的类脑
学习与可塑性法则，不同的神经
网络连接模式，多样的编码方式，
丰富的功能性脑区模型以及软硬
件协同系统。
目前，“智脉”在感知与学习、
知识表征与推理、决策、具身智
类脑认知智能团队打造
全脉冲神经网络的类脑认知
智能引擎“智脉”
★ 脑图谱与类脑智能实验室·曾毅
能、社会认知、发育演化等方面已
经取得了实质性的进展。在软硬
件协同方面，团队研制并发布了
基于 FPGA 的类脑脉冲神经网络
加速器“智脉 • 萤火”(BrainCog
Firefly)，从硬件层面提升了脉冲
神经网络在边缘设备上的推理性
能，在基于脉冲神经网络的智能车
自主视觉定位导航、基于事件相机
的无人机高速避障、机器人环境探
索与复杂任务自适协同等现实任务
中具有较大应用潜力。基于“智脉”
框架，团队也开发了致力于获得通
用认知能力的脉冲神经网络人工智
能引擎“创生”（BORN），集成了
感知与学习、工作记忆、长时记忆、
知识表征和推理、决策、运动控制、
注意力和意识、共情、社会认知等
大脑认知功能。
“智脉”已初步整合了团队前
期基于自我的镜像测试、橡皮手实
验、心理揣测、情感共情的认知模
22 自动化天地·2023 年 第 2 期 总第 293 期
科研动态
Patterns 期刊封面
类脑认知智能引擎“智脉”BrainCog 的计算组件与应用
拟，并以人工智能引擎 BORN 为
核心进一步提升类脑智能体基于自
我的自组织学习能力。在不同学习
模型的协同方面，BORN 以“智脉”
为计算基础平台，初步实现了融合
感知与学习、序列学习与生成、知
识表征与推理、运动控制等多项认
知功能的基于人形机器人和情感驱
动的乐曲创作与演奏，支持人形机
器人实现视觉情感识别、情感依赖
的音乐创作和乐曲演奏。
未来，团队将持续探索完善基
于脉冲神经网络的通用人工智能引
擎，为类脑人工智能和神经科学等
领域研究提供强有力的基础支撑。
文章地址 ：
https://www.cell.com/
patterns/fulltext/S2666-
3899(23)00144-7
类脑认知智能引擎“智脉 (BrainCog)”
主页 ：
http://www.brain-cog.
network/
自动化天地·2023 年 第 2 期 总第 293 期 23
科研动态
近日，中国科学院自动化研
究所曾毅研究员课题组提出基于
FPGA 的脉冲神经网络硬件加速
器“智脉 • 萤火 (FireFly)”，并集
成了针对 FPGA 器件特点的 DSP
运算优化策略和适配脉冲神经网络
数据流模式的高效的突触权重和
膜电压访存系统，在硬件上实现
了脉冲神经网络的推理加速，推动
了类脑脉冲神经网络迈向实用化的
发展。相关研究成果发表在IEEE
Transactions on Very Large Scale
Integration (VLSI) Systems 上。
随着算法机制不断地深入研
究，类脑脉冲神经网络性能逐步提
高，但适配脉冲神经网络的硬件仍
落后于算法的发展。FPGA 作为一
种可编程硬件，是新兴的脉冲神经
网络的理想硬件载体。然而，现有
的针对 FPGA 的脉冲神经网络加速
器在运算和存储效率上都有所不足。
该团队研发的“智脉 • 萤火”
作为具有运算和访存优化的高吞吐
率类脑脉冲神经网络加速器，能够
有效助力上述问题的解决。为了提
升运算效率，该研究充分利用了
Xilinx Ultrascale 器 件 中 的 专 用
运算模块 DSP48E2 实现脉冲神经
网络的高效运算。为了提升存储效
率，该研究设计了一个内存系统实
现高效的突触权重和膜电压内存访
问。同时，“智脉 • 萤火”是一个
类脑认知智能研究组研发类脑脉
冲神经网络加速器“智脉·萤火”
★ 脑图谱与类脑智能实验室·曾毅
面向边缘型 FPGA 器件的加速器，
在资源受限的 FPGA 器件上，依
旧能达到 5.53TOP/s 的运算峰值
吞吐率。在现有的基于脉动阵列的
SNN 加速器的研究当中，“智脉 •
萤火”在运算吞吐率指标上相比起
使用同等量级的 FPGA 器件的研
究（如 Cerebon[TVLSI'22]）有着
8.5 倍的提升，使其能够在若干深
层脉冲神经网络中依旧能达到毫秒
级别的延时。作为一个轻量级加速
器，“智脉 • 萤火 (FireFly)”与现
有的使用大型 FPGA 设备的脉冲
神经网络加速器相比实现了更高的
运算效率。
据研发团队介绍，“智脉 • 萤
火”是人工智能平台“类脑认知智
能引擎‘智脉’(BrainCog)”在软
硬件协同方向上的阶段性成果，为
进一步布局未来脉冲神经网络在更
为复杂的实际场景中的应用研究奠
定了基础。下一步，团队将在硬件
上针对 FPGA 器件优化、微架构
设计和稀疏加速等方面持续提升
“智脉 • 萤火”工作性能，并将其
实际部署于现实场景中，如基于脉
冲神经网络的智能车的自主视觉定
位导航，基于事件相机的无人机高
速避障，多任务多场景下的机器人
环境探索等任务。
论文地址 ：
https://ieeexplore.ieee.org/
图 1 智脉 • 萤火 (FireFly) 的整体硬件架构 abstract/document/10143752
24 自动化天地·2023 年 第 2 期 总第 293 期
科研动态
近日，中国科学院自动化研
究所曾毅研究员负责的类脑认知
智能团队在《美国国家科学院院
刊 (Proceedings of the National
Academy of Sciences, PNAS)》
上发表了一篇题为“脑启发神经环
路演化赋能脉冲神经网络 (Braininspired neural circuit evolution
for spiking neural networks)”
的新研究。他们受经过自然演化的
生物脑神经环路结构呈现出的多样
性以及脉冲时序依赖可塑性机制启
发，提出了脑启发的神经环路演化
策略 , 助力研发更具生物合理性
和高效性的类脑脉冲神经网络。
在生物神经系统中，不同类型
的神经元能够自组织成连接模式各
异的神经环路，以在结构上支持实
现丰富的认知功能。人脑中不同类
型的神经环路及其自适应能力促进
了人类感知、学习、决策及其他高
等认知功能的实现。然而，当前的
脉冲神经网络设计范式大多基于深
度学习领域的结构启发。这些结构
主要由前馈连接占据主导地位，而
没有考虑到不同类型的神经元，显
著阻碍了脉冲神经网络在复杂任务
上发挥其潜力。从计算视角挖掘生
物神经环路的丰富动力学特性及其
意义，并应用于当前类脑脉冲神经
网络的结构从而提升人工智能系统
的能力，仍然是一个深刻而具有开
放性的挑战。
曾毅研究员团队以前馈和反馈
连接与兴奋性和抑制性神经元结合
为基础，为智能演化的计算建模提
供了更具生物合理性的演化空间。
研究利用神经元的局部脉冲行为，
通过脉冲时序依赖可塑性的局部规
则，自适应地演化出通过自然演化
生成的功能性神经环路，如前向兴
奋、前向抑制、反馈抑制和侧向抑
制，并结合全局误差信号更新突触
权重。通过融入演化生成的神经环
路，本研究构建了用于图像分类和
强化学习与决策任务的类脑脉冲神
经网络。利用受脑启发的神经环路
演化策略（NeuEvo）以及演化出
的丰富的类神经环路类型，演化后
的类脑脉冲神经网络极大地增强了
感知、强化学习与决策能力。
NeuEvo 在 CIFAR10、DVSCIFAR10、DVS-Gesture 和
N-Caltech101 数据集上取得了投
稿时已知结果的最先进性能，并在
ImageNet 上取得了脉冲神经网络
上代表性的准确率。结合在线和离
线深度强化学习算法，它实现了与
人工神经网络相媲美的性能。演化
后的类脑脉冲神经环路为具有复杂
功能的网络演化与认知能力涌现奠
定了基础。
曾毅研究员表示 ：“我们团队
长期聚焦类脑认知智能的研究，其
基础理论就是类脑可塑性理论体
系，这也是我们研制并发布的类脑
认知智能引擎“智脉 BrainCog”
的理论核心。这个体系具有多尺度
和多维度的特征。在空间尺度视角
而言就是大家更为熟知的微观尺度
离子通道到神经元之间的交互，介
观主要讲神经微环路。宏观主要是
脑区尺度的协同 ；而在时间尺度，
主要是学习、发育与演化的协同。
时间尺度和空间尺度的深度融合塑
造了生物大脑和类脑智能的低能
耗、高性能、高智能。团队在学习、
发育和演化融合方面近年来取得一
系列进展与认知，这次研究成果使
我们更好地完善了这个体系。此次
脑启发神经环路演化赋能
脉冲神经网络创新
★ 脑图谱与类脑智能实验室·曾毅
自动化天地·2023 年 第 2 期 总第 293 期 25
科研动态
利用脑启发神经演化构建的类脑脉冲神经网络
A. 神经环路结构的演化过程 . B. 不同神经环路的示意图 .
C. NeuEvo 获得的复杂环路的示例 .
研究以计算建模的方式模拟了自然
结构演化中的用进废退，并以此为
基础自主演化出了丰富的神经环路
类型，最有意思的是这些环路类型
在自然生物的大脑中都是存在的，
而且我们的实验证明了这些结构能
够更好地帮助解决学习与决策等智
能相关的核心问题，自然演化中存
在即合理，这给未来的通用类脑认
知智能的研究无限启发。”
中国科学院自动化研究所博士
生申国斌、赵东城助理研究员为本
论文共同第一作者，曾毅研究员为
通讯作者，博士生董一廷为共同作
者。
文章地址 ：
https://www.pnas.org/
doi/10.1073/pnas.2218173120
26 自动化天地·2023 年 第 2 期 总第 293 期
科研动态
人工智能迫切需要借鉴生物系
统中的微观、介观、宏观等多尺度
神经可塑性融合计算机制，以便启
发实现更加高效的类脑连续学习算
法，消除人工神经网络由于采用反
向 传 播（Backpropagation, BP）
等人工学习方法而导致的广泛灾难
性遗忘现象。生物系统中常见的多
巴胺、5- 羟色胺、血清素、去甲
肾上腺素等神经调质物，往往经由
特定的腺体释放（图 1A），并远程
弥散、投射到一定范围内的目标神
经元群体，且根据调质浓度水平的
不同，对局部的神经元、突触等多
种微观可塑性产生复杂的调制影响
（图 1B）。
受到该生物神经调制机制的启
发，中国科学院自动化研究所徐波
研究员团队联合中国科学院脑科学
与智能技术卓越创新中心蒲慕明院
士、临港实验室李澄宇研究员等，
通过建模多巴胺、乙酰胆碱等全局
神经调制可塑性（Neuromodulation
Plasticity）、 局 部 时 序 依 赖 可 塑
性（Spike Timing-Dependent
Plasticity, STDP）等多尺度神经
可塑性机制，整合得到一种基于神
经调制依赖可塑性的新型类脑学习
方法（Neuromodulation-Assisted
Credit Assignment，NACA）。该
方法参考了大脑中复杂的神经调
制通路结构，并以期望矩阵编码的
形式对神经调制通路构建数学模
型（图 2A），在接受刺激信号后
产生不同浓度的多巴胺监督信号并
进一步影响局部突触和神经元可
塑性类型（图 2B）。NACA 支持
采用纯前馈的流式学习方法训练
脉冲（Spiking Neural Network,
SNN）和人工（Artificial Neural
Network, ANN）神经网络（图
2D,E），通过全局多巴胺的弥散支
持与输入信号同步，甚至先于输
入信号的正向信息传播，再加上
选择性的对 STDP 的调整，使得
NACA 表现出明显的快速收敛和
缓解灾难性遗忘优势。
在两类典型的图片和语音模
式识别任务中，研究团队从准确
率和计算成本两方面对 NACA 算
法进行了评估，并在 SNN 中选取
了 E-prop 和 BRP 两种全局学
习算法作为对比，在 ANN 中则以
TP（Target Propagation） 和 BP
算法作为对比对象。在图片分类
（MNIST）和语音识别（TIDigits）
标准数据集上，NACA 都实现了
更高的分类精度（约 1.92%）和更
低学习能耗（约 98%）。在验证了
静态分类任务的拟合能力后，研
图 1 ：大脑中的神经调制。（A）四种神经调质及其通路。（B）非线性神经调制。（C）神经调制多样化局部可塑性
多尺度神经可塑性调制机制
启发的类脑连续学习
★ 复杂系统认知与决策实验室·张铁林
自动化天地·2023 年 第 2 期 总第 293 期 27
科研动态
图 2 ：NACA 计算模型。
（A）神经调制通路建模和群体期望编码。（B）多类局部可塑性。（C-E）NACA 算法整体流程及在 SNN 和 ANN 中发挥作用
究 团 队 重 点 测 试 NACA 算 法 在
Class-CL 上的连续学习能力，并
将神经调制扩充到神经元可塑性
范围（图 3A,B）。在五大类的连
续学习任务中（包括连续 MNIST
手写数字、连续 Alphabet 手写字
母、连续 MathGreek 手写数学符
号、连续 Cifar-10 自然图片、连
续 DvsGesture 动态手势），NACA
算法相对 BP 和 EWC 算法，具有
更低的能耗且发现可以极大地缓解
灾难性遗忘问题（图 3C-G）。
研究人员认为，NACA 是一
类生物合理的全局优化算法，这
种采用宏观可塑性来进一步“调
制”局部可塑性，可以视为一种
“可塑性的可塑性”（Plasticity of
Plasticity）方法，与“学会学习”、
“元学习”（Learn to Learn）等有
直观上的功能一致性。该算法同时
在 SNN 和 ANN 的优化问题中获
得了性能和计算成本上的优势，更
在连续学习这一更贴合生物生存环
境和实际应用场景的动态任务范式
28 自动化天地·2023 年 第 2 期 总第 293 期
科研动态
下发挥重要作用，这些纯前馈学习、
低训练能耗、支持动态连续学习等
综合特征，也将有望进一步引导新
型类脑芯片的设计。
中国科学院自动化研究所张
铁林副研究员为第一作者，徐波
研究员为通讯作者，程翔、贾顺
程、中国科学院脑智卓越中心蒲
慕明院士和临港实验室李澄宇研
究员为本文共同作者。相关研究
工作得到了中国科学院战略先导
专项 A 项目、上海市科技重大专
项、临港实验室专项、中国科学院
青促会项目等支持。该研究论文
以 A brain-inspired algorithm
that mitigates catastrophic
forgetting o f artificial and
spiking neural networks with
low computational cost 为题已在
线发表于《科学》旗下期刊《科学
进展》（Science Advances）。
文章链接 ；
https://www.science.org/
doi/10.1126/sciadv.adi2947
图 3 ：NACA 算法在 Class-CL 任务中的表现。
（A,B）神经调制同时影响局部神经元和突触可塑性。（C-G）NACA 与 EWC、BP 等性能对比
自动化天地·2023 年 第 2 期 总第 293 期 29
科研动态
脉冲神经网络（Spiking Neural
Network, SNN）被誉为第三代
神经网络，使用更低层次的生物神
经系统的抽象，既是神经科学中研
究大脑原理的基本工具，又因其稀
疏计算、事件驱动、超低功耗的特
性而备受计算科学的关注。随着深
度学习方法的引入，SNN 的性能
得到大幅度提升，脉冲深度学习
（Spiking Deep Learning）成为新
兴的研究热点。传统 SNN 框架更
多的关注生物可解释性，致力于构
建精细脉冲神经元并仿真真实生物
神经系统，并不支持自动微分，无
法充分利用 GPU 的大规模并行计
算能力，也缺乏对神经形态传感器
和计算芯片的支持。
为了解决上述问题，中国科学
院自动化研究所李国齐研究员与北
京大学计算机学院田永鸿教授团队
合作构建并开源了脉冲神经网络
深度学习框架 SpikingJelly（中文
名 ：惊蜇）。SpikingJelly（惊蜇）
提供了全栈式的脉冲深度学习解决
自动化所与北京大学合作开
源深度脉冲神经网络学习框
架 SpikingJelly
★ 脑图谱与类脑智能实验室·李国齐
方案，支持神经形态数据处理、深
度 SNN 的构建、替代梯度训练、
ANN 转换 SNN、权重量化和神经
形态芯片部署等功能。
SpikingJelly（惊蜇）框架具
有以下几个方面的主要优势。
第一，简单易用。脉冲深度学
习作为计算神经科学与深度学习的
交叉学科，要求研究者同时掌握两
个领域的知识体系，但实际情况是
研究者可能只对一个领域有深度了
解。SpikingJelly（惊蜇）框架提
供了简单易用的 PyTorch 风格的
API、中英文双语编写的教程、活
跃友善的讨论社区，常用的网络模
型和训练脚本也一并给出，研究者
可以快速进行跨领域的学习和使
用，通过寥寥数行代码轻松构建并
训练深度 SNN。
第二，扩展性强。通过模仿真
实生物神经系统或借鉴人工神经
网络的成熟经验，改进和提出新
图 1. SpikingJelly 论文发表于 Science Advances
30 自动化天地·2023 年 第 2 期 总第 293 期
科研动态
的 SNN 算法和模型，这种研究范
式已经被广泛使用，成果颇丰。研
究者期望能够自由地定义和扩展新
模型，仅需少量代码改动就对模型
行为产生巨大改变，这一开发理念
与 SpikingJelly（惊蜇）的设计哲
学不谋而合。SpikingJelly（惊蜇）
中的绝大多数模块都是通过层次清
晰的多重继承实现，这既为开发者
降低了开发成本，也给用户提供了
完美的定义新模型的范例。
第三，性能卓越。深度学习涉
及大规模数据处理、大尺度模型训
练，脉冲深度学习亦不例外。而
SNN 特有的额外的时间维度，使
其具有更高的计算复杂度，因而脉
冲深度学习对计算资源的需求更
高。考虑到 ImageNet 这样百万规
模样本的数据集已经在 SNN 中广
泛使用，研究者愈发关注网络的训
练速度。SpikingJelly（惊蜇）充
分 利 用 SNN 的 特 性， 通 过 计 算
图遍历顺序优化、JIT（just-intime compilation, 即时编译）、半
自动 CUDA 代码生成等技术来加
速 SNN 仿真，与其他框架相比可
达 11 倍的训练加速。第三方独立
社 区 Open Neuromorphic 组 织
对多个 SNN 框架进行了精细的速
度基准测试，参与评测的框架除
了 SpikingJelly（惊蜇）还包括来
自 Intel、SynSense 时识科技、加
州大学圣克鲁斯分校、海德堡大
学、瑞典皇家理工学院等科技公
司和学术机构的框架，结果表明
SpikingJelly（惊蜇）具有最快的
图 2. SpikingJelly( 惊蜇 ) 框架的整体结构、示例代码、仿真速度、生态位以及典型应用
图 3. SpikingJelly( 惊蜇 ) 框架中的典型模块
自动化天地·2023 年 第 2 期 总第 293 期 31
科研动态
图 4 ：SpikingJelly( 惊蜇 ) 框架的典型应用
仿真速度，比其他框架快 10倍以上。
SpikingJelly（惊蜇）框架自
2019 年冬季一经推出就受到了研
究者们的欢迎和广泛使用，基于
SpikingJelly（惊蜇）的研究工作
已经大量出版，将 SNN 的应用从
简单的 MNIST 数据集分类扩展到
人类水平的 ImageNet 图像分类、
网络部署、事件相机数据处理等实
际应用。此外，一些尖端前沿领域
的探索也被报道，包括可校准的
神经形态感知系统、神经形态忆
阻器、事件驱动加速器硬件设计
等。目前有超过 95 篇公开论文使
用 SpikingJelly（惊蜇）框架进行
实验，其中 25 篇发表在 CCF-A
类人工智能顶级会议，5 篇发表在
IEEE Transactions，1 篇 发 表 在
Nature Communications。以上应
用和研究表明，SpikingJelly（惊蜇）
的开源，极大促进了脉冲深度学习
领域的发展。
介 绍 SpikingJelly ( 惊 蜇 )
框架的论文 SpikingJelly: An
open-source machine learning
infrastructure platform for
spike-based intelligence 于 2023
年 10 月 6 号在Science 子刊《科学
进展》（Science Advances）在线
发表。北京大学计算机学院田永鸿
教授、中国科学院自动化研究所李
国齐研究员为论文共同通讯作者，
北京大学计算机学院直博生方维为
论文第一作者。国家自然科学基金、
鹏城云脑网络智能重大科技基础设
施项目、北京市自然科学基金为此
项研究提供了资助。SpikingJelly
（惊蜇）框架在 2020-2022 连续三
年获得科技部领导的启智社区优秀
开源项目，启智社区亦为框架的发
展提供了大力支持。
论文网址 ：
https://www.science.org/
doi/full/10.1126/sciadv.adi1480
SpikingJelly（惊蜇）框架网址 ：
GitHub ： https://github.
com/fangwei123456/spikingjelly
启智社区 ：
https://openi.pcl.ac.cn/
OpenI/spikingjelly
32 自动化天地·2023 年 第 2 期 总第 293 期
科研动态
根据世界卫生组织的数据，全
球范围内有超过 3.5 亿人患有抑郁
症，许多患者对传统治疗方法不敏
感或不能忍受其副作用，从而导致
情绪障碍成为最易频繁复发的疾病
之一。因此，深入了解情绪调节的
神经机制对于开发有效的治疗方案
至关重要。
2023 年 7 月 17 日， 中 国 科
学院自动化研究所脑图谱与类脑
智能实验室脑网络组研究中心蒋
田仔团队首次在精细时空尺度下
揭示了在特定情绪状态下颅内
电 刺 激（intracranial electrical
脑图谱与类脑智能实验室脑网络
组研究中心揭示颅内电刺激改善
个体情绪状态的新机制
★ 脑图谱与类脑智能实验室·曹丹
stimulation, iES）调控眶额皮层
（orbitofrontal cortex，OFC） 改
善个体情绪状态的神经电生理机
制。该研究对于开发更精准有效
的情绪障碍治疗方案具有重要意
义，有望为情绪障碍患者带来更为
切实的帮助和改善生活质量的可
能性。相关成果以 State-specific
modulation o f mood using
intracranial electrical stimulation
of the orbitofrontal cortex 为
题 发 表 于《 大 脑 刺 激 》（Brain
Stimulation）。
颅内电刺激（iES）作为治疗
难治性情绪障碍和改善情绪状态的
一种有希望的工具，近年来备受研
究关注。最新的研究越来越多地聚
焦于眶额皮层（OFC），这一脑区
在情绪加工和情绪障碍中扮演着重
要角色，同时在情绪障碍中扮演着
“非奖赏”信号传递的重要角色。
尽管有研究发现，iES 调控 OFC
能改善情绪状态，但与情绪脑网络
内的其他脑区相比，调控 OFC 是
否具有更显著的效果，这种调控效
果是否受到个体当前情绪状态的影
响，以及其潜在的神经机制是什么，
这些问题仍有待探索。
为了解决上述问题，研究团队
采用了多种脑电分析方法和机器学
习模型，从局部活动和信息交互层
面系统解析了 iES 改善个体情绪状
态的最佳靶点、时机及其神经电生
理机制（图 1）。研究数据来源于
图 1. 本论文研究框架。为了研究颅内电刺激改善情绪状态的最佳策略，该研究进行了一系
列的分析。（第一行）首先，该研究发现了显著的活动变化，只有在刺激 OFC 时才能反映
更好的情绪状态，而不是在刺激情绪网络的其他区域时。（中间行）接下来，该研究训练多
元分类器来解码情绪状态，并将神经活动解码为“低状态”或“高状态”。当分类器表示“低
状态”时，OFC 刺激调节了情绪相关的神经活动，但当分类器表示“高状态”时，OFC
刺激没有影响。（最后一行）OFC 刺激抑制了情绪脑网络中的 delta-theta 功率，增加了
gamma 功率（左），增加了情绪脑网络的信息传递（右）。
自动化天地·2023 年 第 2 期 总第 293 期 33
科研动态
24 例在情绪脑网络中植入颅内电
极接受 iES 治疗的癫痫患者。
研究发现，颅内电刺激调控
OFC 改善个体情绪状态的神经电
生理机制可以概括为在“正确的地
点”“正确的时间”“做正确的事”。
在“正确的地点”是指只有调
控 OFC 能有效调节情绪状态。研
究人员首先基于基线状态下的颅
内脑电数据和情绪状态评分发现
OFC 的 delta-theta 频段功率的下
降反映了个体情绪状态的改善 ；然
后基于 iES 调控中的情绪状态评分
发现相比于刺激其他脑区，只有
调控 OFC 能够有效改善个体的情
绪状态评分 ；最后基于 iES 调控中
OFC 的 delta-theta 功率发现相比
于刺激其他脑区，只有调控 OFC
能够抑制 delta-theta 频段的功率。
这些发现表明了 iES 调控 OFC 是
改善个体情绪状态的最佳靶点。
在“正确的时间”表示，只有
低情绪状态下调控 OFC 才能够有
效改善情绪。研究人员进一步基于
基线状态下 OFC 的 delta-theta 频
段功率和情绪状态评分结合机器学
习模型训练了情绪状态预测模型，
然后在该模型中输入了调控前个体
OFC 的 delta-theta 频段功率预测
了个体当前情绪状态，发现只有个
体处于低情绪状态时调控 OFC 才
能够有效抑制 delta-theta 频段功
率，反映了情绪状态改善。这些发
现表明 iES 调控 OFC 的最佳时机
（图 2）。
“做正确的事”是指调控 OFC
引起情绪脑网络信息传递增加。研
究人员利用不同频段功率谱和信息
传递指标，发现调控 OFC 在局部
脑区层面引起低频功率抑制，高频
功率增加 ；在信息交互层面增加了
情绪脑网络内不同脑区信息传递的
增加（图 3）。
综上，本研究在精细时空层面
图 2. 预测调控前个体情绪状态评分，以及不同情绪状态下 iES 调控 OFC 的结果
图 3. 调控 OFC 引起不同频段功率重排，情绪脑网络不同脑区信息传递增加
34 自动化天地·2023 年 第 2 期 总第 293 期
科研动态
近日，中国科学院自动化研
究所神经计算与脑机交互团队基
于机器学习方法和神经影像数据
构建了人脑基础情感空间，揭示
了人脑在自然视觉刺激下的细粒
度情绪编码模式。相关研究成果
以 Topographic representation
of visually evoked emotional
experiences i n the human
cerebral cortex 为题发表于 Cell
Press 旗下期刊 iScience。
情感体验在人类大脑中的空间
表征模式一直存在“定位论”和“构
建论”之争。探究人类情绪体验的
神经机制一直是情感神经科学研究
的热点问题。早期关于情绪在大脑
中表示的研究主要集中在 Ekman
从人类面部表情中发现的六类基本
情绪类别（快乐，悲伤，愤怒，厌
恶，恐惧，惊讶）。近年来，随着
心理学的发展，研究人员发现了
人类可以表达出更加细粒度的情
绪类别，如 Admiration（欣赏）、
Adoration（崇拜）等。尽管先前
的研究已经提出了基本情绪类别的
定位主义理论，即离散的情绪类别
由大脑的特定区域独立编码，但是
这一理论难以揭示更加细粒度的
情绪类别在大脑中表示的神经机
制。为了探究上述问题，研究团队
结合自然视觉刺激下的神经影像数
据构建体素级神经编码模型，从中
挖掘出人脑基础情感空间，并基于
此解析出细粒度（27 类）情绪在
基础情感空间揭示细粒度情绪在
人类大脑中的拓扑表征模式
★ 脑图谱与类脑智能实验室·杜长德
大脑中的编码模式。研究发现，人
脑对细粒度的情绪类别的编码广泛
分布在大脑皮层的多个区域。与此
同时，人脑的基础情感空间揭示了
细粒度的情绪类别在大脑皮层上呈
现出连续的梯度编码模式，而这些
梯度可以在一定程度上被另一种
情绪模型——情感维度（Affective
dimension）所解释。
该研究为细粒度情绪体验的神
经机制研究提供了新的见解，为情
绪在大脑中表示的构建主义理论提
供了新的依据，同时也在人脑基础
情感空间中调和了情绪类别和情感
维度两种情绪模型的争论。面向未
来类脑情感智能模型的研发以及提
升大模型的情感理解能力，该研究
也将提供有效的理论支撑。
本论文由中国科学院自动化研
究所副研究员杜长德和博士生付铠
城作为共同第一作者，何晖光研究
员为通讯作者，中国科学院脑智卓
越中心文彬丞博士生也参与了此
项研究。研究工作得到了科技部
科技创新 2030—“新一代人工智
系统揭示了 iES 调控 OFC 改善个
体情绪状态的新机制，相关研究结
果为颅内电刺激改善情绪的神经机
制提供了新的见解，有望将其应用
于临床治疗中，帮助更多情绪障碍
患者改善症状。
本论文第一作者为中国科学
院自动化研究所曹丹副研究员和
电子科技大学硕士生刘启宏（已
毕业），蒋田仔研究员和李瑾副
研究员为共同通讯作者，中国科
学院自动化研究所博士生张佳琪
也参与了此项研究。该研究工作
得到了科技创新 2030- 重大专项
（2021ZD0200200）、国家自然科学
基 金（32271085, 82151307）、 国
家认知神经科学与学习重点实验室
开 放 课 题（CNLYB2004）、 之 江
实验室重大项目（2022KI0AC02 ；
2022ND0AN01）的资助。
论文链接 ：
https://doi.org/10.1016/
j.brs.2023.07.049
自动化天地·2023 年 第 2 期 总第 293 期 35
科研动态
能”重大项目、基金委项目、以及
CAAI- 华为 MindSpore 学术奖励
基金及智能基座等项目的支持。为
促进该领域的持续发展，研究团队
已将代码和相关数据集开源。
论文地址 ：
https://www.cell.com/
iscience/fulltext/S2589-
0042(23)01648-6#%20
代码及数据地址 ：
https://osf.io/9uyn2/
研究框架
近日，首都医科大学北京天
坛医院何江弘团队、中国科学院
自动化研究所余山团队、南方医
科大学张旺明团队，以及国际意
识 科 学 研 究 学 会 前 主 席 Steven
Laureys 等 联 合 在 神 经 调 控 权
威期刊 Brain Stimulation 上 发
表了题为 Electrophysiological
characteristics of CM-pf in
diagnosis and outcome o f
patients with disorders o f
consciousness 的研究成果。该研究
收集并分析了目前国际上最大规模
的意识障碍患者丘脑活动记录数据
集，报告了一系列与意识障碍患者
病情和预后恢复有密切关系的丘脑
活动特征。
意识障碍（俗称“植物人”）
是指由外伤、中风或缺氧导致严
重脑损伤，从而引起长期的意识 /
唤醒异常。患者会在数月、数年甚
至数十年间丧失意识，而且难以预
计苏醒的可能性与时间，往往给家
庭与社会造成沉重负担。阐明意识
脑图谱与类脑智能实验室揭示意
识障碍患者丘脑电生理活动特征
★ 脑图谱与类脑智能实验室·张浩然
障碍的病理机制，特别是意识损伤
和恢复的神经机制，是有效治疗意
识障碍的关键所在。
针对这一重要的基础和临床问
题，本研究收集并分析了 23 例意
识障碍患者丘脑活动记录数据，通
过克服这一特殊群体脑活动沉寂难
以分析、病因复杂、样本量少等困
难，发现了与意识损伤程度和预后
恢复水平显著相关的一系列重要电
生理特征，对理解意识障碍及其恢
复的机制、优化临床治疗策略提供
了重要依据。
近年来，以深部脑刺激（DBS）
为代表的神经调控疗法在帕金森、
癫痫和抑郁症等疾病的治疗中的作
用引起了广泛关注。2007 年以来，
作用于中央丘脑的 DBS 治疗被认
为有助于意识障碍患者的苏醒，但
丘脑活动与意识障碍程度或病人意
36 自动化天地·2023 年 第 2 期 总第 293 期
科研动态
识恢复可能性之间的关系均不清
楚，导致丘脑 DBS 在意识障碍治
疗中的作用难以充分发挥。因此，
深入研究意识障碍患者丘脑的电生
理活动特征一方面有助于理解意识
损伤与意识恢复的病理生理机制，
另一方面有助于优化 DBS 电极的
定位与治疗策略。
该研究首先验证了靶向中央丘
脑 DBS 的治疗效果。作者收集了
意识障碍患者在 DBS 植入手术过
程中中央丘脑处中央中核 - 束旁
核（CM-pf）的电生理信号，这
些患者随后都开展了为期一年的
DBS 治疗。临床结果显示，共有
47.8% 的患者在 DBS 治疗后意识
水平提高，其中 8 名患者在治疗后
意识恢复良好，表现出对指令的可
重复响应、功能性物体使用或沟通
能力（如表 1 所示）。
进一步，该研究分析了中央丘
脑核团的电生理信号，分别探究其
与治疗前意识损伤程度、治疗后意
识恢复水平间的关系。由于意识障
碍患者的单神经元放电较少、信噪
比低，作者创新性地使用多单元活
动（MUA）来衡量神经活动，这
有助于从看似表现为背景活动的
信号中提取局部神经元群体的同
步活动特征。具体而言，作者在
CM-pf 核团分析了五类电生理特
征，包括神经元放电特性、多单元
活动特性、信号稳定性、MUA 与
峰电位的同步性（syncMUA）以
及背景噪音水平（如图 1 所示）。
结果发现，治疗前意识损伤程度相
对较小的 MCS- 患者在 syncMUA
gamma 频 段 的 同 步 性 更 强， 其
MUA 在 alpha 频段的归一化功率
也更高。同时作者也发现治疗后意
识恢复更好的患者有一系列指标
均明显更强 ：包括放电率、MUA
在 High-gamma 频段的功率，在
alpha 频段的归一化功率，以及其
theta 频段的稳定性。其中，MUA
theta 频段活动的稳定性与预后
恢 复 水 平 相 关 程 度 最 高，MUA
theta 频段活动更稳定的患者经治
疗后意识恢复更好（如图 2 所示）。
最后，作者分析了中央丘脑电
表 1. 病人信息统计
自动化天地·2023 年 第 2 期 总第 293 期 37
科研动态
图 1. 数据分析流程
图 2. theta 频段 MUA 的稳定性
生理特征与主要临床因素间的关
联。过去二十年里，一系列研究强
调了包括病因、年龄和病程在内的
临床因素对于理解意识损伤与意
识恢复的重要性，但与这些临床
因素相关的脑活动电生理特性尚
不清晰。鉴于中央丘脑对意识障
碍与恢复的重要作用，作者也探
究了其与这些临床因素间的关联。
研究发现对于病因，中风与缺氧
均与 CM-pf 的电生理特征有强相
关，例如缺氧患者的放电率显著更
低（p<0.001, r= -0.68）。考虑
到前一部分结果发现放电率更少的
患者预后更差，所以这里发现缺氧
患者放电率更低的现象为以前的临
床经验，即缺氧脑病的患者恢复较
差，提供了机制性的解释。与之相
反，中风患者 CM-pf 核团的多个
电生理指标相对更高，外伤患者的
放电率也相对高。此外，尽管作者
临床发现年轻患者预后恢复更好，
但研究并未发现年龄与 CM-pf 指
标间的显著相关性。
综上，该研究对意识障碍患者
中央丘脑的电生理特征进行了全面
分析，揭示了 CM-pf 核团电生理
特征对于理解意识障碍的病理生理
机制、理解与预测意识恢复、解释
临床因素的作用均至关重要。这一
发现加深了对于意识障碍及其恢复
的神经机制的理解，也为未来优化
意识障碍治疗策略提供了重要线索。
首都医科大学北京天坛医院何
江弘主任与中国科学院自动化研究
所博士研究生张浩然为论文的共同
第一作者，南方医科大学珠江医院
张旺明主任及中国科学院自动化研
究所余山研究员为共同通讯作者。
该项研究得到国家自然科学基金、
中国科学院国际合作计划等资助。
论文链接 ：
https://doi.org/10.1016/
j.brs.2023.09.021
38 自动化天地·2023 年 第 2 期 总第 293 期
科研动态
多年来，消息传递范式一直
作为图神经网络（GNN）的基础，
在广泛的应用中取得了显著的成
功。尽管这种范式在多种任务中展
示出了巨大的潜力，但它也给图级
任务（graph-level tasks）带来
了一些意想不到的挑战，如长程问
题（long-range problem）、信息
瓶 颈（information bottleneck）、
过度挤压现象（over-squashing
phenomenon）和有限的表达能力
（limited expressivity）。
为 此， 中 国 科 学 院 自 动 化
研究所神经计算与脑机交互团
队（NeuBCI） 针 对 图 级 任 务 开
发 了 一 种 新 框 架 —— 图 主 干 网
络（Graph Trunk Network,
GTR），目标打破“以结点和边
为中心”的传统思维方式，克服
传统消息传递范式中的上述挑战。
其核心思想在于，图级任务通常
不需要像结点级任务那样为每个
结点学习极其准确的表示。具体
而言，所提出的框架首先使用树
分解（tree decomposition）算法
从原始图中提取一棵骨架树，随
后将骨架树分解为不同级别的主
干（亦可形象地称为“树干”），
并运用长短期记忆（LSTM）网
络沿着主干相应的路径学习各级
主干的表示，最后结合各级主干
的表示创建原始图的表示。深入
的理论分析与全面的实验验证进
一步证明了所提出的模型在捕获
图主干网络 ：一种超越消息
传递范式的图学习新框架
★ 脑图谱与类脑智能实验室·黄中昱
长程信息和缓解过度挤压问题方
面的优越性，从而为图级任务提
供了新的见解。
该研究成果已经发表在
人工智能领域顶级期刊 IEEE
Transactions o n Pattern
Analysis and Machine
Intelligence (TPAMI)，相关代码
也已开源。神经计算与脑机交互
团队的博士研究生黄中昱为论文
第一作者，何晖光研究员为论文
通讯作者，康奈尔大学博士研究
生王赢珩、微软亚洲研究院李朝
卓研究员参与了合作研究。该研
究得到了基金委、中国科学院以
及 CAAI- 华 为 MindSpore 学
术奖励基金及智能基座等项目的
支持。
论文链接 ：
https://ieeexplore.ieee.
org/document/10330013
代码链接 ：
https://github.com/
zhongyu1998/GTR
(a) GTR 在分子图上的流程示意图 (b) GTR 在社交网络上的流程示意图
图 1 所提出的模型图主干网络（Graph Trunk Network, GTR）在两类图上的流程示意图。首先（左列），
从真实世界场景中提取图数据结构，以构建原始图。其次（中列），使用树分解算法从原始图中提取骨架树。最后（右列），
将骨架树分解为不同级别的主干，并结合各级主干的表示创建原始图的表示。
自动化天地·2023 年 第 2 期 总第 293 期 39
科研动态
10 月 31 日，中国科学院动物
研究所与北京基因组研究所合作，
联合中国科学院自动化研究所、首
都医科大学宣武医院、首都医科大
学、首都医科大学天坛医院，在
《自然》(Nature) 上，在线发表了
题 为 CHIT1-positive microgla
drive motor neuron aging in
the primate spinal cord 的 研 究
论文。该研究发现一群全新的在年
老的灵长类动物的脊髓中特异存在
的 CHIT1 阳性小胶质细胞亚型，
并命名为 AIMoN-CPM（AgingInduced Motor Neuron toxic
CHIT1-Positive Microglia）。 这
类细胞可以通过旁分泌 CHIT1 蛋
AI 技术推动生命科学研究人员
破解灵长类脊髓衰老驱动力
★ 多模态人工智能系统全国重点实验室·马喜波
白激活运动神经元中的 SMAD 信
号，进而驱动运动神经元衰老，而
补充维生素 C 可抑制脊髓运动神
经元的衰老和退行。
本研究使用非人灵长类食蟹猴
作为研究模型。食蟹猴同人类的神
经系统极为相似，尤其在两足行走
和精细运动控制方面。以其作为研
究模型，在理解人类自身的神经系
统功能及干预神经退行性疾病等方
向具有特殊的优势。传统的猕猴行
为学研究中对行为的评价都是通过
人工完成的，需要人类观察员在实
验过程中停留在动物附近观察并记
录动物的行为。
该论文共同第一作者中国科学
院自动化研究所马喜波研究员长期
深耕 AI for Science，在海量灵长
类行为数据的基础上研发非人灵长
类行为识别大模型 [1][2][3]。在本论
文工作中，马喜波研究员团队基于
大模型技术完成了食蟹猴运动行为
和能力的定量、持续检测与评估，
对比分析了灵长类动物衰老状态的
行为差异特征（图 2、图 3）。进而，
联合团队证实运动神经元是脊髓中
对衰老最为敏感的细胞类型，具体
图 1. 文章发表于 Nature 表现为细胞衰老相关标志物显著增
图 2. 猕猴行为检测流程
40 自动化天地·2023 年 第 2 期 总第 293 期
科研动态
加以及神经元功能的退行。
利用 AI 对动物行为识别有效
解决了人类观察员存在对灵长类动
物的行为造成干扰，以及手动记录
动物行为人力消耗大、具有主观
性、不能实时反馈及无法精确量化
等缺点，有力地推动了生命科学研
究人员破解灵长类脊髓衰老驱动力
研究。
论文链接 ：
https://www.nature.com/
articles/s41586-023-06783-1
参考文献 ：
[1] Yang, S,et al.
BARN: Behavior-Aware
Relation Network for multilabel behavior detection in
socially housed macaques.
Zoological Research 44(6),1026-
1038, doi: 10.24272/
j.issn.2095-8137.2022.485
(2023)
[2] Liang, K. et al. The
joint detection and classification
model for spatiotemporal action
localization of primates in a
group. Neural Computing and
Applications 35, 18471-18486,
doi:10.1007/s00521-023-
08670-2 (2023).
[3] 孙峥，张素才，马喜波，
基于全局时空编码网络的猴类动物
行为识别，图学学报 43(5)，页码 ：
832-840(2022)。
图 2. 猕猴行为检测流程
近年来，人工智能技术在足球
训练领域的应用产生了重要的影
响，尤其是博弈对抗技术使球队和
球员的行为策略有了理论技术基
础，而愈加受到体育专业领域的重
视。同时，由于足球推演面临大时
空跨度、多个体合作与对抗、强不
确定、稀疏奖励等挑战，任务复杂
度高于围棋、一般即时策略类游戏
等基础问题，也被看作决策智能研
究的典型场景和测试平台。
中国科学院自动化研究所蒲志
强研究员团队以人工智能博弈决策
技术为基础开展足球对抗推演研
究，搭建了足球领域大规模知识库，
构建了一整套实时、动态、以全局
自动化所团队在基于博弈对抗的足
球推演系统研究中取得系列进展
★ 复杂系统认知与决策实验室·蒲志强
战术分析为主的智慧推演评估方
法、工具和系统，相关成果现已服
务于职业联赛和青训代表队的比赛
分析、推演、复盘等实际任务。
在大规模足球领域数据库建设
方面，团队为改善国内足球赛事及
训练缺乏可控数据与数据采集体系
的问题，搭建了完整的足球数据采
集系统，开展了一系列足球比赛数
据自主采集工作。团队系统研究了
国内外开源足球数据集，对英超联
赛上千场赛事数据进行智能分析，
构建了融合事件数据、追踪数据等
多种数据形式的大规模足球数据
集，搭建完成国内首个千万级节点
足球专业领域知识库，覆盖球员近
自动化天地·2023 年 第 2 期 总第 293 期 41
科研动态
图 1. 对真实比赛的全局性优势区域评估
图 3. 基于不同角色知识迁移的多智能体训练框架
图 2. 反事实推演 ：黄色为真实对手轨迹，蓝色为真实阿森纳轨迹，
紫色为替换阿森纳的 AI 模型轨迹
图 4. 自主研发足球比赛智能分析系统
万名、赛事 5000 余场，提出了近
200 项运动表现分析指标，为开展
更加深入的赛事智能分析提供了坚
实的数据支撑。
在赛事态势感知与局势理解方
面，团队综合运用足球领域专家知
识及大数据分析、深度学习等工具
方法，面向宏观战术、全局视角开
展全面深入的赛场态势研判和决策
辅助，将比赛画面转变为态势地图，
可实时动态捕捉球队双方全场优势
分布与变化情况，辅助教练员“打
开第三只眼”。在赛后复盘阶段，
针对比赛重要片段构建反事实推演
模型，可开展“如果当时 xx 做，
比赛会 xx 不一样”的模拟分析，
并通过引入多轮策略博弈，实现“预
判对手的预判”。
在博弈决策推演方面，团队提
出了一系列高效的足球博弈决策方
法，支持在虚拟空间中训练模型、
演化更新战术战法。将千万级场次
虚拟比赛数据与真实比赛数据结
合，构建足球智能决策辅助模型，
可进行任意球员无球跑动的价值衡
量、传球序列分解与行为价值分配，
辅助球员与教练员进行多维度的决
策评估与模拟。
基于上述成果，团队自主研发
了足球比赛智能分析系统。通过该
系统，教练员在上传比赛片段后，
即可获得球员的技战术与全局性策
略表现评估，进一步可通过对球员
跑动能力、速度等个性化信息进行
修改，实现反事实战术推演。
该系列研究得到科技创新
2030—“新一代人工智能”重大项
目课题“基于博弈对抗的足球推演
系统”支持。未来，团队将持续推
动人工智能技术在足球领域的技术
突破与深度应用，为以足球为代表
的体育事业提供科技助力。
42 自动化天地·2023 年 第 2 期 总第 293 期
科研动态
近日，国家重点研发计划“重
大科学基础设施 FAST 运行维护
作业机器人系统”项目通过科技部
验收。中国科学院自动化研究所景
奉水课题组与中国科学院国家天文
台、贵州射电天文台联合研制的反
射面激光靶标维护机器人作为其中
一项标志性成果，可高效完成激光
靶标的清洁、拆卸和换装等任务，
成功实现了对 FAST 反射面上激光
自动化所团队研发 FAST 激光
靶标维护机器人
★ 多模态人工智能系统全国重点实验室·陶锐
靶标的全自动维护，为“中国天眼”
提供运维保障。
五百米口径球面射电望远镜
（FAST）是世界上单体口径最大、
观测精度最高的射电望远镜。在
FAST 的反射面上分布了 2225 个
激光靶标，是其控制系统的重要组
成部分，宛如反射面的“眼睛”，
需要定期维护和更换。然而，反射
面由厚度仅为 1mm 的铝板构成，
难以承受一个正常成年人的重量，
目前主要依赖“微重力蜘蛛人”进
行人工维护，存在维护效率低、安
全性差、难以维护大坡度环境下的
靶标等缺点。
针对 FAST 表面复杂的维护环
境，项目组突破了大坡度特殊表面
全向移动、复杂环境下三维测量、
非结构化环境下异形螺栓自主旋拧
等技术难题，完成了靶标维护机器
人的研制。机器人系统整体上由靶
标维护执行系统、全向运动平台和
导航系统组成，能够进行反射面全
向行走、靶标位姿的精确三维测量、
旧靶标拆卸抓取、新靶标装配拧紧
等操作，可自主完成靶标的更换和
清洗任务，开展全自动的靶标维护
工作。
为确保 FAST 现场维护的安全
性，项目组成员在高坡度反射面模
拟环境下对该机器人进行了长时间
的调试实验，验证了 56 度极限坡
( 左 )FAST 反射面上的微重力蜘蛛人 ( 右 )FAST 反射面上的激光靶标
FAST 激光靶标维护机器人
自动化天地·2023 年 第 2 期 总第 293 期 43
科研动态
机器人在 FAST 反射面上进行测试 团队成员合照，左起 ：中国科学院国家天文台蒋志乾高级工程师、
朱丽春研究员，中国科学院自动化所景奉水研究员、博士生陶锐、
博士生付一宸，贵州射电天文台宋本宁
度条件下机器人的移动性能和靶标
维护性能。在经过贵州射电天文台
现场实际环境的适应性调试后，该
机器人已成功应用于 FAST 反射面
激光靶标的更换维护，将有力解决
此前存在的高危作业风险隐患、人
工维护效率低下、气候条件制约观
测等问题，极大提升 FAST 维护作
业的效率和安全性。
自动化所研发系列灵巧手及类人灵
巧操作机器人，亮相世界机器人大会
★ 多模态人工智能系统全国重点实验室·王鹏
近日，中国科学院自动化研究
所王鹏研究员研究组研发的 Casia
Hand 系列灵巧手及类人灵巧操作
机器人在 2023 世界机器人大会上
首次集中亮相展出，该系列成果包
括 3 款灵巧手、1 款仿人臂，及 3
款类人灵巧操作机器人整机。
类人灵巧操作能力是目前机器
人亟待突破的瓶颈之一，许多对人
类而言非常简单的灵巧操作任务，
对机器人来讲是极其困难的。人类
的灵巧操作能力来源于长期进化过
程、独特的结构与驱动、灵敏的视
- 触感知和强大的学习能力。具有
接近甚至超过人类的灵巧操作能
力，能够共享和使用人类的工具、
基础设施的类人灵巧操作机器人，
图 1. Casia Hand 系列灵巧手及类人灵巧操作机器人
44 自动化天地·2023 年 第 2 期 总第 293 期
科研动态
图 2. 类人灵巧操作机器人研究和应用体系
图 3. Casia Hand 系列灵巧手
图 4. 基于视觉 - 语言大模型的类人工具操作学习
在特种、工业、服务等领域具有重
要的应用前景。
自动化所王鹏研究员研究组形
成了较为完备的类人灵巧操作机器
人研究和应用体系，包括 ：Casia
Hand 系列灵巧手、具身智能学习
模型和算法，以及面向行业应用的
类人灵巧操作机器人系列整机。
Casia Hand 系列灵巧手
针对不同的行业应用需求，研
究组研发了面向科研的类人自由度
版灵巧手，面向特种和服务应用的
轻量版灵巧手，以及面向工业应用
的高速自适应版灵巧手。初步建立
了自主知识产权体系，授权中国发
明专利 5 项、申请国际 PCT 专利
1 项，通过欧盟 CE、北美 FCC、
加拿大 ISED、英国 UKCA 和澳大
利亚 C-TICK 等产品认证。
类人灵巧操作具身智能模型
在具身智能学习模型和算法方
面，研究组提出了一系列基于灵巧
手的类人灵巧操作学习模型和算
法，并在实际机器人上进行了验证。
包括 ：基于视觉 - 语言大模型推
理的灵巧手类人功能性工具操作学
习框架 ；多指灵巧手类人功能性抓
取生成框架 ；人与仿人五指灵巧手
之间的类人物体交接灵巧操作学习
方法 ；五指灵巧手的持续学习模
自动化天地·2023 年 第 2 期 总第 293 期 45
科研动态
图 5. 灵巧手的类人功能性抓取学习框架
型 ；灵巧手 - 臂人机协同遥操作
控制模型等。相关工作相继发表在
IEEE 汇 刊、iScience、Frontiers
in Neurorobotics 等国际期刊，以
及机器人顶会 ICRA 等上，其中一
篇论文获 ICIRA 2023 最佳学生论
文奖。
类人灵巧操作机器人系列整机
结合特种、服务和工业应用，
基于 Casia Hand 系列灵巧手，分
别研发了 3 款类人灵巧操作机器人
整机。“无畏”类人灵巧操作机器
人面向特种应用，主要应用于排
爆、生化核危险物处置或危险场景
操作等 ；“无忧”类人灵巧操作机
器人面向服务应用，主要应用于公
共服务操作、家庭服务操作、养老
助老操作等 ；“无际”类人灵巧操
作机器人面向工业应用，主要应用
于工业多样化零部件的自主适应性
抓取、上料、分拣、装配等。
下一步，研究组将继续聚焦提
升灵巧手的实用化能力，以及机器
人与 AI 大模型在内的人工智能算
法的深度融合，实现类人灵巧操作
机器人的广泛应用。
图 6. 灵巧手的通用抓取操作学习模型
图 7. 人与灵巧手间的类人物体交接灵巧操作学习
46 自动化天地·2023 年 第 2 期 总第 293 期
科研动态
近期，中国科学院分子影像
重点实验室牵头撰写的《胃部肿
瘤智能辅助诊断软件测试和性能
评价规范》（标准编号 ：T/SCGS
313001-2023）、《医用内窥镜 内
窥镜荧光摄像系统影像质量评
价 规 范 》（ 标 准 编 号 ：T/SCGS
313002-2023）、《 近 红 外 二 区 荧
光成像技术影像质量评价规范》
（ 标 准 编 号 ：T/SCGS 313003-
2023）、《磁纳米粒子成像设备影像
质量检测与评价规范》（标准编号：
T/SCGS 313004-2023）、《 直 肠
癌新辅助疗效评估磁共振影像组
学模型构建与实验方法》（标准编
号 ：T/SCGS 313005-2023）、《基
于雾化 ICG 的近红外荧光成像导
航肺结节微创手术实施规范》（标
准编号 ：T/SCGS 313006-2023）
等六项团体标准，经中国图学学会
批准已正式发布实施。作为医工交
叉领域一批新的团体标准，该工作
中国科学院分子影像重点实
验室牵头制定的六项医工交
叉团体标准获批发布实施
★ 中国科学院分子影像重点实验室·徐敏
填补了我国在相关领域标准化方
面的空白。
多模态分子影像成像仪器设备
研制、基于人工智能与多组学大数
据的影像组学是医工交叉领域重要
的学科方向，在疾病早期发现、术
中实时导航、预测预后、精准医疗
等基础研究以及临床诊疗方面具有
广阔的应用前景。基于这两个学科
方向开展标准化研究和标准布局，
推动建立满足临床需求的技术标
准，开展质量控制，具有十分重要
的技术与临床意义。
本次系列标准的制定中，《胃
部肿瘤智能辅助诊断软件测试和性
能评价规范》给出了成像参数、影
像学主观征象等术语的规范化定
义，提出了阳性预测值、Kappa 系
数等测试指标，给出了测试流程和
要求，以及评价方法和通过性准则；
图 1 六项医工交叉领域团体标准
自动化天地·2023 年 第 2 期 总第 293 期 47
科研动态
图 2 论证会现场
《医用内窥镜 内窥镜荧光摄像系统
影像质量评价规范》规范了荧光摄
像系统影像质量评价的评价指标和
试验方法 ；《近红外二区荧光成像
技术影像质量评价规范》规定了近
红外二区荧光成像技术影像质量评
价的原则、评价方法和要求，适用
于开放式成像中作为荧光成像功能
供给装置的近红外二区荧光成像系
统所获取的近红外二区荧光图像的
影像质量评定 ；《磁纳米粒子成像
设备影像质量检测与评价规范》规
定了磁纳米粒子成像设备影像质量
评价的评价指标，描述了相应的检
测方法 ；《直肠癌新辅助疗效评估
磁共振影像组学模型构建与实验方
法》规定了性能评价方法和评估指
标，适用于基于影像组学方法的辅
助决策模型及系统在直肠癌新辅助
疗效预测及评估相关问题中的研
发、临床实践与转化 ；《基于雾化
ICG 的近红外荧光成像导航肺结节
微创手术实施规范》规定了相关技
术要求，特别在仪器设备的功能要
求方面做出了相关规定，在手术实
施流程中规定了入组标准、排除标
准等方面的内容。
这六项标准由中国科学院分子
影像重点实验室牵头，联合北京大
学人民医院、北京大学肿瘤医院、
中国医学科学院北京协和医院、国
家药监局医疗器械审评中心、北京
航空航天大学、北京数字精准医
疗科技有限公司等单位专家学者
共同成立起草工作组，按照质检
总局、国标委和民政部三部委《团
体标准管理规定（试行）》、《中国
图学学会（CGS）标准制订程序
文件》以及国家标准 GB/T 1.1-
2020《标准化工作导则 第 1 部分：
标准化文件的结构和起草规则》等
规定要求拟订，在学会指导下经过
数轮研讨、修改完善、专家审定，
最终完成。
此次团体标准的制定和发布，
是在国家基金委、科技部以及北
京市、中国科学院等系列科研项
目资助下取得的阶段性研究成果，
为本领域相关学科提供了明确的
实施细则，有助于推动和指导开
展相关研究、开发、模型、测试
与评价，推动医学图像设备与技
术在基础和临床医学中的研究与
应用，促进技术的标准化和行业
交流，规范并引导行业有序发展，
助力相关产业高质量发展，具有
重要的指导意义和实操价值，也
为医工交叉领域更高效地开展科
研成果转移转化、临床应用和产
业化等奠定了良好基础。
48 自动化天地·2023 年 第 2 期 总第 293 期
科研动态
近日，中国科学院自动化研究
所深度强化学习团队提出大模型驱
动的机器人长序列决策与感知融合
的 RoboGPT 方法，在具身智能测试
平台 ALFRED 榜单中取得第一名。
RoboGPT 方法将大模型常识
推理融入环境感知和探索中，有效
避免了无效信息干扰，提升了复杂
开放场景下环境感知的效率和泛化
能力，解决了机器人环境适应性差、
缺乏常识的难点。通过引入环境实
时反馈，利用大模型强推理能力实
现环境自适应的长序列任务分解，
突破了机器人长序列复杂任务难以
规划，环境先决条件难以引入决策
的难题。
该 方 法 包 含 基 于 LLM 的 规
划器、重规划 (Re-Plan) 和技能
(RoboSkill) 三个模块。在给定任
务指令后，基于 LLM 的 RoboGPT
规划器可将其分解为多个子目标。
RoboSkill 根据子目标执行导航或
操作技能，产生与环境交互的动作，
并按顺序完成所有子目标。如果某
个子目标未完成，Re-Plan 模块会
接收反馈信息，并根据从环境中接
收到的数据生成新的规划。
具体而言，团队构建了一批
高质量的机器人规划数据，提出
图 1. ALFRED 榜单排名（截至 2023 年 12 月 25 日）
自动化所 RoboGPT 方法在具
身智能 ALFRED 榜单排名第一
★ 多模态人工智能系统全国重点实验室·陈亚冉
