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新人造突触或使类脑计算机梦想成真

新人造突触或使类脑计算机梦想成真

生物突触(左)与人造突触(右)示意图

  据美国趣味科学网站消息,韩国科学家最近研制出迄今为止能耗最低的人造突触。与以前产品相比,它能更好地模拟人脑神经元之间的关联。研究人员表示,这一突破有望使研制能像人类一样解决问题的大型类脑计算机成为现实。

  研究人员发表在17日出版的《科学进展》杂志上的论文称,人脑庞大的计算能力源于神经元之间的关联。从理论上说,人脑每秒可进行1亿亿次运算。科学家一直希望能研制出可模仿人脑能力和效率的类脑计算机。该论文主要作者、韩国浦项工科大学材料学家李大佑(音译)表示:“研制出拥有生物突触行为的人造突触是关键的一步。”

  新型人造突触是一种晶体管(电子开关),能通过开启和关闭模拟生物突触传送幸运飞艇信号。研究人员在一块10厘米的晶圆上,构建了144个突触晶体管,设备内是200到3幸运飞艇00纳米宽的线路。研究人员表示,这些设备体型娇小,因此能耗很低。研究表明,神经元每次释幸运飞艇放信号,生物突触消耗的能量约10飞焦(千万亿分之一焦耳);而新型人造突触每活动一次,只消耗1.23飞焦,这使其成为迄今以来能耗最低的人造突触。

  研究人员解释称,新设备由一种有机材料彼此包裹构成,这些材料帮助人造突触捕获或释放带电离子,模拟生物突触的工作原理以及电闸开关的方式。此外,这种人造突触还模拟了人类神经纤维的形状及柔韧性。

  李大佑称,他们目前还在研制一种仅几十纳米宽的有机纳米线;通过改进材料结构和成分,还可进一步降低人造突触的能耗。最新研究表明,未来人造大脑的能耗和存储密度将赶上甚至超过生物大脑,有望催生出更好的机器人、自动驾驶汽车、医疗诊断及其他智能人机交互系统。