周日. 8月 1st, 2021

科学家开发了一种设备,该设备可以像大脑一样学习和处理信息,这可能是现代计算的重大突破。

西北大学和香港大学的研究人员表示,这种“类脑设备”能够通过所谓的“突触晶体管”进行联想学习,这种突​​触晶体管可以像人类一样处理和存储知识和信息。

研究人员称,该设备理论上能够“直接与活组织接触”,这种能力被认为对“下一代生物电子学至关重要”。本质上,通过以与人类相同的方式学习,计算机将能够使用同一系统而不是当前所需的两个独立系统来存储和处理数据。

西北大学-类脑计算机

该设备以“巴甫洛夫的狗”的实验为模型。在该实验中,一名俄罗斯生理学家训练了一只狗,将摇铃铛与获取食物相关联。在这项研究中,科学家通过闪烁LED灯然后立即向设备施加压力来调节“有机电化学材料”。根据发表在《自然通讯》杂志上的研究,仅经过五个训练周期,该设备就能在看到灯后自动触发压力信号。

西北大学生物医学工程学助理教授乔纳森·里夫奈主持了这项研究,他解释说,这种新设备将使生物电子学克服现代计算机的某些局限性。

人脑结构与计算机的关联

他在采访中说道:

“尽管现代计算机非常出色,但是人脑在某些复杂且非结构化的任务(例如模式识别、运动控制和多传感器集成)中可以轻松胜过计算机。
这要归功于突触的可塑性,它是大脑计算能力的基本组成部分。这些突触使大脑能够以高度并行、容错和节能的方式工作。”

研究人员开发的“突触晶体管”有效地模仿了我们大脑中发现的神经元网络,里夫奈将其描述为“一种有机的塑料晶体管,模仿了生物突触的关键功能。”

《独立报》报道,通过克隆人脑的学习方式,这种新设备将不仅具有更高的能源效率,而且有着更高的“生物相容性”。研究人员预想该设备是由塑料风格的软质聚合物制成的,未来用途包括穿戴技术与可嵌入式设备。

相比之下,目前复制人类大脑进行联想学习的计算机系统使用了大量的能量,并且其潜在用途受到更多限制。

本文翻译自:‘Brain-Like Computer’ That Learns By Association Like An Animal Developed By Scientists

   
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