韩研究团队打造强大人造神经,让超级计算机模仿人脑

来源:雷锋网 2016-06-21 18:42:00

昔日,我们以为人是宇宙中最聪明的存在,无机器可以匹敌。而随着科技的发展,AI可谓已红得发紫,拥有人类解决问题能力的人造大脑机器已经变成现实。现在,更为炫酷更为逆天的研究成果已推出,这是一种微型部件,其能模仿人脑神经元之间的连接方式,功能优于之前所有人造大脑设备。

该项目由韩国浦项工科大学打造,项目负责人、材料科学家Tae-WooLee表示:”这种新的研究将能够引领未来,打造更好的机器人、自动驾驶汽车、数据挖掘、医疗诊断、股票分析,以及其他的智能人机交互系统和机器。“

人脑之所以拥有巨大的计算能力,是因为神经元的连接方式复杂多样。之前的研究表示:大脑有将近1000亿神经元和将近1000万亿的连接方式。每一种连接方式(或神经键)中,神经元每秒钟燃烧10次。

从原则上讲,人类大脑可以每秒钟可以运行1万万亿次操作,而根据“TOP500”项目(该项目列举了世界上最强大的500台计算机):世界上最快的超级计算机”天河2号“已经能够每秒运行5.5万万亿次了。然而,之前的研究表示:人脑只消耗20瓦特能量,只够支持1只小型电灯泡;而“天河2号”需消耗1780万瓦特能量,其能带动90万只相同的电灯泡。

而现在,科学家正在尝试建造能够模仿人脑能力和效率的计算机。Lee在接受LiveScience的采访时表示:“人造神经键的发展将是未来世界发展至关重要的一步。”

迄今为止,相比生物神经键,人造神经键消耗的能量更多。之前的研究表示:在每个神经元燃烧时,生物神经键需消耗百万亿分之一焦耳能量。现在,Lee和他的同事已经创造了仅消耗12.3万亿焦耳能量的人造神经键。其消耗的能量,是目前所有研究成果的新低。

Lee表示:”人造大脑的能量消耗和记忆密度将会最终匹敌,甚至超过将来的生物大脑。“

这些新的人造神经是一种晶体管,或是电子开关。在开和关的过程中,它们可以模仿神经元学习的方式。

研究者在一个直径为10厘米的晶体上组装了144个神经元晶体管,这些晶体管中装有直径为200到300纳米的金属丝。其实,人类头发的平均直径为10万纳米,因此这些晶体管和神经元的细小程度可想而知,其消耗的能量也是非常之少。

这种人造神经由有有机物构成,这些有机物能够帮助人造神经获取和释放电离子,模仿生物神经的运作方式。

人造神经和人类神经纤维一样呈现长条状,并非常灵活。原则上讲,研究者也能在3D网络上排列人造神经,然而要创造此类的3D神经网络,还有赖3D打印的进一步发展。

Lee表示:这些研究者现在正在发展直径仅为几纳米的生物纳米线。他们也认为,通过改变选择的材料和结构,能够在更大程度上减少晶体管的能量消耗。

该项目研究人员于6月17日在ScienceAdvance上详述了此研究。

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