成為“鋼鐵俠”不是夢(mèng) 神經(jīng)形態(tài)芯片產(chǎn)出

　　看過(guò)電影《鋼鐵俠》的觀(guān)眾，對于主人公的人工智能電腦助手“賈維斯”應該并不陌生。在電影中，“賈維斯”就像是鋼鐵俠的另一個(gè)大腦，它除了能夠接收指令、感知并收集外界信息外，還能據此做出相應的分析及響應。

　　很多人可能都期盼著(zhù)有朝一日能擁有一個(gè)像“賈維斯”一樣的智能助手。如今，隨著(zhù)科技的不斷進(jìn)步，人們在朝著(zhù)實(shí)現這個(gè)愿景的路上又邁進(jìn)了一步。瑞士研究人員日前研發(fā)出的“神經(jīng)形態(tài)芯片”，可實(shí)時(shí)模擬人類(lèi)大腦處理信息的過(guò)程，即實(shí)時(shí)處理輸入的信息并做出回應。該研究成果有助于科學(xué)家研發(fā)出能與周?chē)h(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)交互的認知系統，將極大地幫助理解人類(lèi)大腦這種世界上最復雜的“計算機”。

　　在此之前，大部分類(lèi)似的研究都局限于在傳統計算機上研制神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )模型，或在超級計算機上模擬復雜的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )。這一次，研究人員另辟蹊徑，直接在微型芯片上模擬人類(lèi)大腦。在微型芯片的大小、處理速度和能耗方面，研究人員也力求與人類(lèi)大腦相似。研究組成員之一、蘇黎世大學(xué)和蘇黎世聯(lián)邦理工大學(xué)共建的神經(jīng)信息學(xué)院教授賈科莫·因迪維里表示，“我們的目標是直接在微芯片上模擬生物神經(jīng)元和突觸的屬性。”

　　神經(jīng)形態(tài)芯片”，可實(shí)時(shí)模擬人類(lèi)大腦處理信息的過(guò)程，猶如“人工大腦”

　　要實(shí)現這一點(diǎn)，研究者面臨的主要挑戰是如何構建人造神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò )，且讓其能夠執行相關(guān)的任務(wù)或指令。為此，研究人員用由硅制成的人造神經(jīng)元模擬人體神經(jīng)元，而后依照已知的哺乳動(dòng)物大腦中的神經(jīng)結構，將硅神經(jīng)元構建成網(wǎng)絡(luò )。這些網(wǎng)絡(luò )便構成了人造神經(jīng)處理模塊。該神經(jīng)處理模塊具有短時(shí)記憶以及決策分析機制，因此它能夠實(shí)時(shí)執行復雜的感覺(jué)運動(dòng)任務(wù)。

　　這項研究目前面臨的最大難題是，“神經(jīng)形態(tài)芯片”不能主動(dòng)學(xué)習，只能按照相關(guān)的編程信息做出反應。假以時(shí)日，待這項技術(shù)進(jìn)一步完善后，將有望從實(shí)驗室走向人們的現實(shí)生活中，從而允許機器人在復雜環(huán)境中、在不受人類(lèi)遠程遙控的情況下實(shí)現自動(dòng)運行。

　　未來(lái)智能伙伴將不再是鋼鐵俠的專(zhuān)利

　　截至目前，科學(xué)家們已經(jīng)研發(fā)出了一些可以對環(huán)境做出響應的智能系統，智能控制的百葉窗便是其中一種。這種百葉窗可以根據外界陽(yáng)光的強弱自動(dòng)開(kāi)啟或閉合。然而，“神經(jīng)形態(tài)芯片”的出現又將會(huì )令相關(guān)研究在此基礎上實(shí)現進(jìn)一步突破。比如，科學(xué)家們可以通過(guò)技術(shù)手段，將“神經(jīng)形態(tài)芯片”與傳感神經(jīng)形態(tài)元件(如視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)等傳感神經(jīng)形態(tài)元件)等結合在一起，制造出能同周?chē)h(huán)境實(shí)時(shí)交互的復雜認知系統。

　　這種實(shí)時(shí)交互的認知系統有著(zhù)廣泛的應用。比如，它可以與人造耳蝸或視網(wǎng)膜連接，幫助那些因腦部視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)神經(jīng)區域受損而失明、失聰的患者重獲視聽(tīng)感覺(jué);“神經(jīng)形態(tài)芯片”還可以應用于自動(dòng)駕駛汽車(chē)的研發(fā)，并有助于制造出能與人進(jìn)行互動(dòng)溝通的、更加“聰明”的智能手機、電腦和電視等。

　　有朝一日，“賈維斯”們或許真會(huì )“走出”漫畫(huà)或電影，進(jìn)入人們的生活中。