韩国研究团队打造超强人造神经:模仿神经元的学习方式

韩国研究团队打造超强人造神经:模仿神经元的学习方式

据外媒报道称,随着AI的不断发展,科学家们认为拥有人类解决问题能力相匹敌的人造大脑机器已经可以变成现实。

之前,我们认为大脑是最聪明的存在,没有任何机器可以与之匹敌。但随着科技的不断发展,AI技术越来越成熟,创造出与人类解决问题能力相匹敌的人造大脑机器人似乎有可能变成现实。现在,研究人员研究出更为酷炫的研究成果,一种微型的部件,它能够模仿人脑神经元之间的连接方式。

该项目由韩国浦项工科大学负责研究。该项目负责人、材料科学家Tae-Woo Lee表示,“这种新的研究将能够更好地引领未来的发展,打造出更好的机器人、自动驾驶汽车、数据挖掘、医疗诊断、股票分析等,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,正是因为神经元之间的连接方式复杂多样。此前的一项研究表明,大脑中大约有将近1000亿个神经元和将近1000万亿的连接方式。每一种连接方式或是神经键中,神经元每秒钟要燃烧10次。

从原则上来讲,人类的大脑每秒钟可以运行10万亿次操作,而根据TOP500项目资料显示,世界上最快的超级计算机“天河2号”目前已经能够运行55万亿次了。之前的研究表明,人的大脑只能消耗20瓦特能量,只能够支持一只小型电灯泡;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。

现在,科学家们正在尝试建造一个能够模仿人脑能力和效率的计算机。Lee曾表示:“人造神经键的发展将是未来世界发展至关重要的一步。”

到现在为止,相比生物神经键,人造神经键消耗的能量更多。之前的研究表明,在每个神经元燃烧的时候,生物神经键需要消耗万分之一焦耳能量。现在Lee和他的同事已经创造出仅消耗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相关研究成果中最低的。

“这项研究表明,人造大脑的能量消耗和记忆密度最终将会和生物大脑匹敌,甚至有可能将会超越生物大脑。”Lee曾说到。

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,它能够模仿神经元的学习方式。

研究人员在一个直径为10厘米的晶体上组装上了144个神经元晶体管,这些晶体管中又装有直径为200至300纳米的金属丝。它到底有多小,举例来讲,人类头发的平均直径为10万纳米,所以这些晶体管和神经元的细小程度可想而知,因此它们消耗的能量可相应的非常少。

研究人员解释说道,这些人造神经是由有机物构成,而这些有机物能够帮助人造神经获取和释放出电离子,之后能够模仿生物神经的运转方式。

人造神经和人类神经纤维一样呈现长条状,并且柔韧性十足,非常灵活。从原则上来讲,研究者也能在3D网络上排列,然而要创造出此类的3D神经网络还需要3D打印技术的进一步发展。

Lee表示说到,目前这些研究人员正在研究直径仅为几纳米的生物纳米线。他们还认为,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。

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