科學(xué)家首次構(gòu)建出腦神經(jīng)形態(tài)芯片

21ic電子網(wǎng)訊：據(jù)報(bào)道，瑞士和美國(guó)的神經(jīng)信息學(xué)研究人員攜手，首次成功研制出一種新奇的微芯片，能夠?qū)崟r(shí)模擬大腦處理信息的過(guò)程。最新研究將有助于科學(xué)家們制造出能同周?chē)h(huán)境實(shí)時(shí)交互的認(rèn)知系統(tǒng)。

以前的類(lèi)似研究都局限于在傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)上研制神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型或在超級(jí)計(jì)算機(jī)上模擬復(fù)雜的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，而新研究的思路是，研發(fā)在大小、處理速度和能耗方面都可與真實(shí)大腦相媲美的電路。瑞士蘇黎世大學(xué)、聯(lián)邦理工學(xué)院（ETH Zurich）神經(jīng)信息學(xué)研究所（INI）的教授賈科莫·因迪韋里表示：“我們的目標(biāo)是直接在微芯片上模擬生物神經(jīng)元和突觸的屬性。”

做到這一點(diǎn)面臨的主要挑戰(zhàn)，是配置由人造神經(jīng)元組成的網(wǎng)絡(luò)，讓其能執(zhí)行特定的任務(wù)。瑞士科學(xué)家現(xiàn)在已經(jīng)成功地攻克了這一“碉堡”，他們研發(fā)出一種神經(jīng)形態(tài)系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)執(zhí)行復(fù)雜的感覺(jué)運(yùn)動(dòng)任務(wù)，并借用這一系統(tǒng)，演示了一個(gè)需要短期記憶以及前因后果的決策任務(wù)，這一任務(wù)對(duì)于認(rèn)知測(cè)試不可或缺。

在演示過(guò)程中，他們將這種人造神經(jīng)元合并成能執(zhí)行神經(jīng)處理模塊的網(wǎng)絡(luò)，這些處理模塊與所謂的“有限狀態(tài)機(jī)”一樣，能夠?qū)⑿袨橛霉奖硎境鰜?lái)，因此能采用一種自動(dòng)化的方式，將其轉(zhuǎn)移到神經(jīng)形態(tài)硬件內(nèi)。“有限狀態(tài)機(jī)”是一個(gè)數(shù)學(xué)概念，用來(lái)描述邏輯過(guò)程或者計(jì)算機(jī)程序。因迪韋里說(shuō)：“這種網(wǎng)絡(luò)連接模式與哺乳動(dòng)物大腦內(nèi)發(fā)現(xiàn)的結(jié)構(gòu)非常類(lèi)似。”

這是科學(xué)家們首次演示如何構(gòu)造出這種實(shí)時(shí)的硬件神經(jīng)處理系統(tǒng)。因迪韋里總結(jié)道：“我們采用新方法研制出的神經(jīng)形態(tài)芯片可以像”變形金剛“一樣，構(gòu)造出不同類(lèi)型的行為模式。新研究對(duì)研發(fā)出新的腦啟發(fā)技術(shù)至關(guān)重要。”例如，科學(xué)家們可以借用這一技術(shù)，將芯片同傳感神經(jīng)形態(tài)元件（例如人造耳蝸或視網(wǎng)膜）結(jié)合在一起，制造出復(fù)雜的能同周?chē)h(huán)境實(shí)時(shí)交互的認(rèn)知系統(tǒng)。

套用一句廣告：沒(méi)有電腦的世界會(huì)變成怎樣？說(shuō)實(shí)話，真的很難想像。然而，和人腦相比，電腦實(shí)在不那么可愛(ài)執(zhí)行命令倒一本正經(jīng)，但在一些需要發(fā)揮主動(dòng)性的工作上，弱爆了。因此，科學(xué)家一直試圖讓電腦變得更善解人意。新研究中，聰明的芯片學(xué)會(huì)了察言觀色，裝上它的電腦或機(jī)器人，可以更好地與人類(lèi)交流，甚至完成一些“不可能的任務(wù)”。不過(guò)，太聰明的人工智能多少有些讓人不踏實(shí)。希望它們的“聰明才能”都能用在正道上，千萬(wàn)不要像一些電影里那樣，成為懶漢的閨蜜，壞蛋的幫兇。