星期五, 7月 26

新型腦神經形態芯片能實時模擬大腦信息處理

  美國每日科學網站今天刊發的報導內容顯示,瑞士和美國的神經信息學研究人員攜手,首次成功研製出一種新奇的微芯片,能夠實時模擬大腦處理信息的過程。最新研究將有助於科學家們製造出能同周圍環境實時交互的認知系統。


  以前的類似研究都局限於在傳統計算機上研製神經網絡模型或在超級 ​​計算機上模擬複雜的神經網絡,而新研究的思路是,研發在大小、處理速度和能耗方面都可與真實大腦相媲美的電路。瑞士蘇黎世大學、聯邦理工學院(ETH Zurich)神經信息學研究所(INI)的教授賈科莫·因迪韋里表示:“我們的目標是直接在微芯片上模擬生物神經元和突觸的屬性。”

  做到這一點面臨的主要挑戰,是配置由人造神經元組成的網絡,讓其能執行特定的任務。瑞士科學家現在已經成功地攻克了這一難關,他們研發出一種神經形態系統,能夠實時執行複雜的感覺運動任務,並藉用這一系統,演示了一個需要短期記憶以及前因後果的決策任務,這一任務對於認知測試不可或缺。

  在演示過程中,他們將這種人造神經元合併成能執行神經處理模塊的網絡,這些處理模塊與所謂的“有限狀態機”一樣,能夠將行為用公式表示出來,因此能採用一種自動化的方式,將其轉移到神經形態硬件內。“有限狀態機”是一個數學概念,用來描述邏輯過程或者計算機程序。因迪韋里說:“這種網絡連接模式與哺r5動物大腦內發現的結構非常類似。”

  這是科學家們首次演示如何構造出這種實時的硬件神經處理系統。因迪韋里總結道:“我們採用新方法研製出的神經形態芯片可以像'變形金剛'一樣,構造出不同類型的行為模式。新研究對研發出新的腦啟發技術至關重要。”例如,科學家們可以藉用這一技術,將芯片同傳感神經形態元件(例如人造耳蝸或視網膜)結合在一起,製造出複雜的能同周圍環境實時交互的認知系統。
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