科学家首次构建出脑神经形态芯片

据《每日科学》网站7月23日(北京时间)报道，瑞士和美国的神经信息学研究人员首次联合开发了一种新型微芯片，它可以实时模拟大脑处理信息的过程。最新的研究将帮助科学家创造能够与周围环境实时互动的认知系统。

此前类似的研究仅限于在传统计算机上开发神经网络模型或在超级计算机上模拟复杂的神经网络，而新的研究理念是开发在大小、处理速度和能耗方面与真实大脑相当的电路。苏黎世大学神经信息学研究所和苏黎世联邦理工学院的giacomo Indiveri教授说:“我们的目标是直接模拟微芯片上生物神经元和突触的特性。”

主要的挑战是配置一个人工神经元网络来执行特定的任务。瑞士科学家现在已经成功征服了这个“地堡”。他们开发了一种神经形态系统，可以实时执行复杂的感觉和运动任务。使用这个系统，他们已经展示了一个需要短期记忆以及前因后果的决策任务。这项任务对于认知测试是必不可少的。

在演示过程中，他们将人工神经元组合成一个网络，可以执行神经处理模块。这些处理模块像所谓的“有限状态机”一样，可以用公式来表达行为，因此它们可以以自动方式将行为转移到神经形态学硬件中。“有限状态机”是一个用来描述逻辑过程或计算机程序的数学概念。“这种网络连接模式非常类似于在哺乳动物大脑中发现的结构，”Indiveri说。

这是科学家第一次演示如何构建这样一个实时硬件神经处理系统。Indiveri总结道:“我们用新方法开发的神经形态芯片可以构建不同类型的行为模式，比如‘变形金刚’。这项新研究对于开发新的大脑启发技术至关重要。”例如，科学家可以利用这种技术将芯片与感觉神经形态元素(如人工耳蜗或视网膜)结合起来，创建一个能够与周围环境实时互动的复杂认知系统。

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每日科学网站上的原始报告