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新型人造神經(jīng)突觸可以模擬人腦性能

2016-06-29 來(lái)源:健客網(wǎng)社區  標簽: 掌上醫生 喝茶減肥 一天瘦一斤 安全減肥 cps聯(lián)盟 美容護膚
摘要:新的研究可能使機器人制造、無(wú)人駕駛汽車(chē)、數據挖掘、醫療診斷、證券交易分析以及其他只能人工交互系統領(lǐng)域有更快的發(fā)展。

  現在,研究人員已經(jīng)開(kāi)發(fā)出了一些小機器,相比之前的產(chǎn)品可以更好第模擬人類(lèi)大腦神經(jīng)元之間的連接。因此,與人腦相似,并具備與人類(lèi)能力相仿的機器可能會(huì )成為現實(shí),  新的研究可能使機器人制造、無(wú)人駕駛汽車(chē)、數據挖掘、醫療診斷、證券交易分析以及其他只能人工交互系統領(lǐng)域有更快的發(fā)展。

  人腦強大的計算能力的根源在于他的內部連接,之前的研究顯示,大腦約有1千億個(gè)神經(jīng)元,以及1萬(wàn)億個(gè)神經(jīng)元之間的連接。對每一個(gè)連接,或者叫突觸,神經(jīng)元每秒會(huì )發(fā)射10次信息。

  原則上,人腦可以執行每秒約10萬(wàn)億次運算,相比之下,世界上最快的超級計算機,中國的天河二號,也只能夠最高進(jìn)行每秒約55萬(wàn)億運算,然而,以往的研究表明,人的大腦消耗的功率大約在20瓦,這是僅夠點(diǎn)亮一個(gè)昏暗的燈泡,而天河二號的功耗卻大約在17.8兆瓦,這足夠運行90萬(wàn)只這樣的燈泡。

  科學(xué)家們想制造模仿人腦功耗和效率的計算機,人工突觸的發(fā)展將是關(guān)鍵的一步。

  不過(guò)直到現在,人工突觸消耗的能量比生物突觸消耗的能量還是多很多。之前的研究顯示,生物神經(jīng)元每次運行只要消耗10飛摩爾的能量,而現在,韓國浦項大學(xué)的材料科學(xué)家和高級學(xué)者Tae-Woo Lee帶領(lǐng)的研究團隊生產(chǎn)的人工突觸只需要1.23飛摩爾的能量。  這項研究表明,未來(lái)的生物大腦在能源消耗和存儲密度方面最終將超越人腦,Tae-Woo Lee說(shuō)。

  這些人造突觸是一種晶體管,或者是電子開(kāi)關(guān),通過(guò)開(kāi)關(guān)可以模擬神經(jīng)突觸的發(fā)射。

  研究人員在4英寸(10厘米)的晶元上造了144個(gè)突觸晶體管,在這些晶體管中是200至300納米(十億分之一米)寬的線(xiàn)。(一般人的頭發(fā)是10萬(wàn)納米寬。)這些器件的微型尺寸有助于降低功耗,研究人員說(shuō)。

  這種設備使用有機材料互相包裹制造而成,這些材料可以有助于人造突觸捕捉或釋放電離子,模仿生物突觸的工作方式。

  這種人造突觸模仿人類(lèi)神經(jīng)纖維的長(cháng)度和靈活性,理論上研究人員可以以3D網(wǎng)格的形式模擬人類(lèi)的大腦,不過(guò)Tae-Woo Lee說(shuō),3D打印還不能打出這樣的模型。  研究人員正在開(kāi)發(fā)只有幾十納米寬的納米有機線(xiàn),他們認為可以通過(guò)對材料的結構和類(lèi)型進(jìn)行選擇,進(jìn)一步降低突觸晶體管能耗。

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