通過高速電子探針連接的人造突觸。
圖片來源：《自然》雜志官網(wǎng)
據(jù)英國《自然》雜志網(wǎng)站近日報道，美國科學家研制出一款模擬人腦神經(jīng)中樞處理過程的超導突觸，其信息處理速度比人腦更快，而且更高效。研究人員表示，盡管該人造突觸商用還面臨不少困難，但它是神經(jīng)形態(tài)計算設備發(fā)展史上的里程碑，可用于未來類腦計算機中。
神經(jīng)形態(tài)計算被認為代表了未來人工智能的重要發(fā)展方向，其靈感來源于人類大腦。神經(jīng)形態(tài)設備模仿突觸和神經(jīng)元，將負責數(shù)據(jù)存儲和數(shù)據(jù)處理的元器件整合到同一塊芯片中，能更節(jié)能、更快速、更高效地處理和學習數(shù)據(jù)。
但目前此類設備的工作效率很低。此次，美國國家標準與技術研究院（NIST）的邁克爾·施耐德領導團隊，利用鈮超導體制造出了類神經(jīng)元的電極，并用數(shù)千個納米磁錳團簇填充超導體之間的空隙，獲得了新的人造突觸。
通過改變突觸內(nèi)磁場的大小，納米團簇能對齊指向不同方向，使這一系統(tǒng)能編碼信息，且計算能力超過其他神經(jīng)形態(tài)系統(tǒng)。研究表明，這些突觸每秒能傳遞信息十億次，比人類神經(jīng)元快幾個數(shù)量級，而且使用的能量僅為生物突觸的千分之一。計算模擬顯示，合成神經(jīng)元可對9個來源的輸入進行核對，再將其傳遞給下一個電極。
不過施耐德表示，如果用于復雜的計算，需要數(shù)百萬個突觸；其次，這種突觸只能在接近絕對零度的溫度下運行，且要在液氦中冷卻。英國曼徹斯特大學計算機工程師史蒂夫·弗伯認為，這可能使芯片不適合小型設備使用，但施耐德指出，冷卻設備需要的能耗低于擁有同等計算能力的傳統(tǒng)計算機的能耗。
加州理工學院電子工程師卡沃·米德認為該新方法很有創(chuàng)意，但目前人們還未能很好地理解生物突觸的關鍵屬性，因此，將新芯片用于實際計算中還需很長時間。
總編輯圈點
乍一看，這確實是個了不得的發(fā)明，超導突觸，速度快耗能還低，簡直要飛上天和人類大腦肩并肩。但仔細一看，還是不行，這玩意兒需要數(shù)百萬個才能進行復雜運算，而且對溫度要求極其苛刻，還要在液氮中冷卻，真是嬌滴滴。看來，人類大腦神經(jīng)系統(tǒng)的優(yōu)越性暫時還沒有什么機器能夠超越，畢竟，神經(jīng)生物學家也還沒搞明白人類大腦生物突觸的關鍵屬性，用機械模擬，總還是不得其門而入啊。
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