「人工突觸」會使超級計算機模擬人類大腦

作者：Chaeles Q Choi

翻譯：王益軍

審校：心

研究者稱這項技術能幫助提高機器人技術，無人駕駛技術和股票交易等方面。

靠著有著人類相似能力的大型大腦相似機器解決難題已經成為一個現實，研究者已經發明出比以前更好的微觀工具，可以模擬人類大腦中的那些神經元細胞連接。

韓國浦項工科大學的材料學家，Tae-Woo Lee表示新的研究技術會引導更好的機器人，無人駕駛汽車，數據挖掘，醫療檢測，股票交易分析等技術，以及提高其它在未來的智能機器用戶交互系統。

人類大腦強大的計算能力來源於它的「連接」。以前的研究表明，大腦有大概1000億的神經元細胞，一千萬億的連接將這些細胞結合。每一個連接點，或者說「突觸」-一個神經元細胞每秒傳導10次。

理論上，大腦可以每秒工作萬億次。與之相比較，世界上最快的超級計算機，中國生產的天河2號，能夠拿出每秒5500千億次的計算能力。然而，研究表明，大腦只會消耗大概20瓦，還不夠點亮一個電燈泡，而天河2號消耗1780萬瓦的能量，能打開900000個同樣的電燈泡。

Lee告訴Live Science雜誌「科學家們希望做出的計算機，能像人腦一樣消耗少，有效率。」「關鍵是發展模擬生物行為的人工突觸技術。」

直到現在，人工突觸相比生物突觸而言，還會消耗更多的能量。先前研究表明，生物突觸每次神經元傳導消耗10 femto。現在，Lee與同事們已經能開發出人工突觸每次只需1.23 femto，他們表示，這是人工突觸發展以來的最低能量消耗。（與之比較，從3.3米高掉落地上的小蘋果產生1000億femto）

Lee表示，「這表明能量消耗和人工大腦記憶密度最終會與生物大腦匹敵，甚至消耗更少。」

這些人工突觸有點像晶體管，或者說電子開關，通過撥動開和關，就能模擬突觸傳導。

研究者在4英寸的晶片上焊接了144個突觸晶體管。在設備的中心安裝200到300納米寬的導線（人類頭髮大概100000納米寬）這些很小的特徵會幫助降低能量消耗。

研究者解釋說，此設備由一種互相包裹的有機材料製成，這些材料使得人工突觸陷波，釋放帶電離子，模擬人工突觸工作和電子開關如何撥動開和關。

人工突觸模擬人類神經纖維的形和靈活度。Lee稱原理上，我們可以將他們做成3D網格形式模擬人類的大腦，然而，這需要3D列印技術的提高以製作這樣的3D模型。

Lee還表示，研究者現在開發的納米線只有幾納米寬。他們堅信還可以通過修補選擇和材料結構減少晶體管的能量消耗。

科學家們將發現的詳細說明放在了6月17號的科學進步雜誌上。

請您繼續閱讀更多來自 人工智慧學家 的精彩文章:

※人工智慧的原型：用計算機模擬人類大腦
※韓研究團隊打造強大人造神經 讓超級計算機模仿人腦
※量子計算機——人類技術的極限？
※意識與量子力學表明人類大腦可能是台超級量子計算機
※IBM沃森超級計算機CTO：計算機智力將會超過人類
※超級計算機模擬黑洞大碰撞的過程
※計算機自動產生人臉模型
※超級計算機技術哪家強？
※利用區塊鏈技術，可以打造世界最大的「超級計算機」
※科研人員用超級計算機創造出有史最大宇宙模擬
※科學家使用超級計算機來模擬製作最大的宇宙模型！
※意識的產生——人類大腦可能是台量子計算機！
※超級計算機如何用於人工智慧？
※UCSB研究發現計算機與人類視覺差異，用人眼搜索策略提升計算機視覺
※谷歌大腦主管：人工智慧計算機視覺超越人類 醫療保健必將改觀
※「國之利器」的超級計算機
※研究人員首次闡述：速度可超越量子計算機的「可成長型」計算機
※IBM用超級計算機設計出了萬能抗病毒藥
※科研實力躍進：從「銀河」超級計算機到光量子計算機