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神经形态芯片犹如人工大脑 未来人人可做钢铁侠

http://www.kexue.com 2013-08-10 03:49:27 人民网  发表评论


神经形态芯片”,可实时模拟人类大脑处理信息的过程,犹如“人工大脑”

未来智能伙伴将不再是钢铁侠的专利

  看过电影《钢铁侠》的观众,对于主人公的人工智能电脑助手“贾维斯”应该并不陌生。在电影中,“贾维斯”就像是钢铁侠的另一个大脑,它除了能够接收指令、感知并收集外界信息外,还能据此做出相应的分析及响应。

  很多人可能都期盼着有朝一日能拥有一个像“贾维斯”一样的智能助手。如今,随着科技的不断进步,人们在朝着实现这个愿景的路上又迈进了一步。瑞士研究人员日前研发出的“神经形态芯片”,可实时模拟人类大脑处理信息的过程,即实时处理输入的信息并做出回应。该研究成果有助于科学家研发出能与周围环境进行实时交互的认知系统,将极大地帮助理解人类大脑这种世界上最复杂的“计算机”。

  在此之前,大部分类似的研究都局限于在传统计算机上研制神经网络模型,或在超级计算机上模拟复杂的神经网络。这一次,研究人员另辟蹊径,直接在微型芯片上模拟人类大脑。在微型芯片的大小、处理速度和能耗方面,研究人员也力求与人类大脑相似。研究组成员之一、苏黎世大学和苏黎世联邦理工大学共建的神经信息学院教授贾科莫·因迪维里表示,“我们的目标是直接在微芯片上模拟生物神经元和突触的属性。”

  要实现这一点,研究者面临的主要挑战是如何构建人造神经元网络,且让其能够执行相关的任务或指令。为此,研究人员用由硅制成的人造神经元模拟人体神经元,而后依照已知的哺乳动物大脑中的神经结构,将硅神经元构建成网络。这些网络便构成了人造神经处理模块。该神经处理模块具有短时记忆以及决策分析机制,因此它能够实时执行复杂的感觉运动任务。

  这项研究目前面临的最大难题是,“神经形态芯片”不能主动学习,只能按照相关的编程信息做出反应。假以时日,待这项技术进一步完善后,将有望从实验室走向人们的现实生活中,从而允许机器人在复杂环境中、在不受人类远程遥控的情况下实现自动运行。

  截至目前,科学家们已经研发出了一些可以对环境做出响应的智能系统,智能控制的百叶窗便是其中一种。这种百叶窗可以根据外界阳光的强弱自动开启或闭合。然而,“神经形态芯片”的出现又将会令相关研究在此基础上实现进一步突破。比如,科学家们可以通过技术手段,将“神经形态芯片”与传感神经形态元件(如视觉、听觉等传感神经形态元件)等结合在一起,制造出能同周围环境实时交互的复杂认知系统。

  这种实时交互的认知系统有着广泛的应用。比如,它可以与人造耳蜗或视网膜连接,帮助那些因脑部视觉、听觉神经区域受损而失明、失聪的患者重获视听感觉;“神经形态芯片”还可以应用于自动驾驶汽车的研发,并有助于制造出能与人进行互动沟通的、更加“聪明”的智能手机、电脑和电视等。

  有朝一日,“贾维斯”们或许真会“走出”漫画或电影,进入人们的生活中。

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