韓研究團隊打造強大人造神經讓超級計算機模仿人腦

知識 06-21

昔日，我們以為人是宇宙中最聰明的存在，無機器可以匹敵。而隨著科技的發展，AI可謂已紅得發紫，擁有人類解決問題能力的人造大腦機器已經變成現實。現在，更為炫酷更為逆天的研究成果已推出，這是一種微型部件，其能模仿人腦神經元之間的連接方式，功能優於之前所有人造大腦設備。

該項目由韓國浦項工科大學打造，項目負責人、材料科學家Tae-Woo Lee表示：」這種新的研究將能夠引領未來，打造更好的機器人、自動駕駛汽車、數據挖掘、醫療診斷、股票分析，以及其他的智能人機交互系統和機器。「

人腦之所以擁有巨大的計算能力，是因為神經元的連接方式複雜多樣。之前的研究表示：大腦有將近1000億神經元和將近1000萬億的連接方式。每一種連接方式（或神經鍵）中，神經元每秒鐘燃燒10次。

從原則上講，人類大腦可以每秒鐘可以運行1萬萬億次操作，而根據「TOP500」項目（該項目列舉了世界上最強大的500台計算機）：世界上最快的超級計算機」天河2號「已經能夠每秒運行5.5萬萬億次了。然而，之前的研究表示：人腦只消耗20瓦特能量，只夠支持1隻小型電燈泡；而「天河2號」需消耗1780萬瓦特能量，其能帶動90萬隻相同的電燈泡。

而現在，科學家正在嘗試建造能夠模仿人腦能力和效率的計算機。Lee在接受Live Science的採訪時表示：「人造神經鍵的發展將是未來世界發展至關重要的一步。」

迄今為止，相比生物神經鍵，人造神經鍵消耗的能量更多。之前的研究表示：在每個神經元燃燒時，生物神經鍵需消耗百萬億分之一焦耳能量。現在，Lee和他的同事已經創造了僅消耗12.3萬億焦耳能量的人造神經鍵。其消耗的能量，是目前所有研究成果的新低。

Lee表示：」人造大腦的能量消耗和記憶密度將會最終匹敵，甚至超過將來的生物大腦。「

這些新的人造神經是一種晶體管，或是電子開關。在開和關的過程中，它們可以模仿神經元學習的方式。

研究者在一個直徑為10厘米的晶體上組裝了144個神經元晶體管，這些晶體管中裝有直徑為200到300納米的金屬絲。其實，人類頭髮的平均直徑為10萬納米，因此這些晶體管和神經元的細小程度可想而知，其消耗的能量也是非常之少。

這種人造神經由有有機物構成，這些有機物能夠幫助人造神經獲取和釋放電離子，模仿生物神經的運作方式。

人造神經和人類神經纖維一樣呈現長條狀，並非常靈活。原則上講，研究者也能在3D網路上排列人造神經，然而要創造此類的3D神經網路，還有賴3D列印的進一步發展。

Lee表示：這些研究者現在正在發展直徑僅為幾納米的生物納米線。他們也認為，通過改變選擇的材料和結構，能夠在更大程度上減少晶體管的能量消耗。

該項目研究人員於6月17日在Science Advance上詳述了此研究。

Via:Scientific America