“复制、粘贴”在计算机中是最常见的快捷方式,最近,三星和哈佛大学的研究人员提出,大脑也能复制粘贴!只要将大脑神经元连接图“复制、粘贴”至高密度3D固态存储器上。就能够有效构筑智能计算机芯片的整体过程,这种开发类脑芯片的新方法已被《Natureectronics》收录。
研究人员希望通过这种“复制”、“粘贴”制作出大量接近大脑的独特计算特征的存储芯片,以实现低功耗、强适应性、能够自主认知的智能芯片系统,然而,令人遗憾的是,以当前的技术还无法将这个愿望彻底实现。
从所周知,人类的大脑有1000亿个神经元,普通人只能开发利用3%-7%,爱因斯坦也仅仅开发10%。神经元之间通过突触和电信号的传递方式进行交流。并直接负责大脑各项功能。这种研究早在1980年代就已经有人尝试,当时的科学家对人类进行了逆向工程研究,然后提出以“神经形态工程”形式模拟人类大脑,但是,研究仍未有太大进展。神经形态工程是在硅芯片上模拟神经元网络的结构和功能,但由于模仿大脑神经元网络过于困难,最后这个目标也没能实现。科学家们却因此受到启发,并在接下来的研究中化繁为简而非严格模仿。
为了实现这一新思路,科学家们决定通过纳米电极阵列和储存芯片对神经元进行“复制”和“粘贴”,在集成电路上模仿出神经元结构,这类结构可以高效记录神经元的电信号与连接方式,并提取神经元线路图。
你可以将这种系统结构视为一个AI系统,系统的行为方式类似人类大脑,包括学习和适应不断变化环境的灵活性。但科学家对神经元在人类大脑内部的工作原理知之甚少,以目前的科学技术想要构建起一个独特的神经网络电路仍然很难。但随着人工智能技术的高速发展,研究人员已经陆续开始推动除CPU、GPU、NPU、TPU等数字处理器之外的模拟辅助功能处理器,模拟辅助功能处理器的运行方式是模拟大脑运行,其计算理念如同神经元突触一样分布在神经元的线路图中,这就是三星和哈佛大学的研究团队的逆向工程研究。
想要实现对人脑的复制粘贴,理想的神经形态芯片需要约1000亿个存储器,其中还不包括支持存储器和模拟芯片正常工作的代码。这对全球任何一家公司来说都是一项严峻挑战。
尽管科学家在神经元模拟等方面的进展没有实质性进步,但三星和哈佛大学的研究为神经元连接研究提供了新的方向,势必会吸引更多的研究人员参与相关领域研究,为打破神经形态工程界限提供更多助力。