新型微芯片可實時模擬大腦信息處理

蘇黎世大學(xué)、蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院的神經(jīng)信息學(xué)研究人員聯(lián)合德國和美國的合作者共同研制出一款微芯片，能夠?qū)崟r模擬大腦的信息處理。

他們的研究如何根據(jù)與人腦相似的方式來配置此電子系統(tǒng)。這篇研究論文已經(jīng)發(fā)表在PNAS上(E. Neftci, J. Binas,U. Rutishauser, E. Chicca, G. Indiveri, R.J. Douglas. Synthesizing Cognition in Neuromorphic VLSI Systems. PNAS. July 22, 2013.Doi:10.1073/pnas.0709640104)。

任何計算機都無法像人類大腦一樣高效工作，建造一種人工大腦系統(tǒng)是許多科學(xué)家的研究目標。蘇黎世大學(xué)和瑞士聯(lián)邦理工學(xué)院神經(jīng)信息學(xué)研究員獲得的這一項重大研究突破，能夠理解如何配置神經(jīng)形態(tài)芯片，從而實時模擬大腦信息處理能力。研究人員通過建立一個人造感官處理系統(tǒng)來呈現(xiàn)認知能力。

此項研究的技術(shù)核心是模擬生物神經(jīng)細胞，當前許多神經(jīng)信息學(xué)方法均局限于傳統(tǒng)計算機上的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，或者在超級計算機上模擬復(fù)雜的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。很少有科學(xué)家研制電子電路，使其在體積、計算速度和能量損耗方面與真實大腦相提并論。Giacomo Indiveri教授認為，具有模擬生物神經(jīng)細胞和神經(jīng)突觸的性能的微芯片是他們的研究目標。

這項創(chuàng)新研究對于構(gòu)建人工智能系統(tǒng)很重要，目前研究人員已成功研制了一種神經(jīng)形態(tài)系統(tǒng)，能夠?qū)崟r執(zhí)行復(fù)雜的感官認知任務(wù)，并證實該微芯片能夠完成一項需要短暫記憶和決策判斷的任務(wù)，這是認知測試所必要的典型特征。研究小組在計算機網(wǎng)絡(luò)中結(jié)合神經(jīng)形態(tài)細胞，能夠執(zhí)行神經(jīng)處理模塊，其作用相當于“有限狀態(tài)機器”——描述邏輯處理或者計算機程序的數(shù)學(xué)概念。Giacomo Indiveri稱，“有限狀態(tài)機器”在自動化模式中可以轉(zhuǎn)換成神經(jīng)形態(tài)硬件，這種網(wǎng)絡(luò)連通性模式更類似于哺乳動物大腦的結(jié)構(gòu)。