
既然研究人员已经发明了微观的小工具,这些小工具比以前的任何设备都更好地模仿了人脑中神经元之间的连接,那么具有类似人类的大脑状机器可能会成为现实。
新的研究可能会带来更好的机器人,,,,自动驾驶汽车,数据挖掘,医学诊断,股票交易分析以及“未来其他智能的人际关系系统和机器”,韩国Pohang科学技术大学的材料,研究的高级作者Tae-woo Lee说。
人脑的巨大的计算能力源于其连接。先前的研究表明,大脑具有约1000亿个神经元,大约有1亿(100亿)连接将这些细胞连接在一起。在这些连接或突触中,神经元通常每秒发射约10次。
原则上,人脑每秒可以执行大约100亿亿亿。相比之下,世界的最快的超级计算机,Tianhe-2 in中国根据Top500项目,该项目能够每秒进行约55万亿美元的计算,该项目排名全球500台最强大的计算机。但是,先前的研究表明,人脑只能消耗约20瓦的功率,这几乎不足以运行昏暗的灯泡,而Tianhe-2则消耗了约17.8兆瓦的功率,足以运行约900,000个此类灯泡,Top500 Notes。 [7受自然启发的聪明技术这是给出的
科学家想建立模仿人脑的计算机'功率和效率。 Lee告诉Live Science:“以生物学的行为相当行为的人工突触的发展将是一个关键的步骤。”
到目前为止,人造突触消耗的能量要比生物突触多得多。先前的研究表明,生物突触每次消耗大约10个Femtojoules神经元开火。他们说,现在,Lee和他的同事创建了人工突触,每个突触事件仅需要约1.23 femtojoules,这使它们成为迄今为止最低的人工突触。 (为了进行比较,一个小的苹果跌落约3.3英尺(1米)的地球将产生约1倍的动力学能量。)
这项研究表明,“人造大脑的能源消耗和记忆密度最终将竞争,甚至超过[未来]生物学大脑的能源密度。”
这些新的人造突触是一种晶体管或电子开关。通过打开和关闭,他们可以模仿突触如何发射。
研究人员在4英寸(10厘米)的晶圆上制造了144个突触晶体管。这些设备的核心是电线宽度为200至300纳米(十亿分之一)。 (为了进行比较,人毛的平均含量约为100,000纳米宽。)这些设备的小特征有助于降低它们消耗的能量。 [5种革新生物技术的惊人技术这是给出的
新设备由一种包裹在另一种有机材料中制成。这些材料有助于人造突触研究人员解释说,陷阱或释放电荷离子,模仿生物突触的工作原理以及如何打开或关闭电动开关。
人工突触模仿实际的结构人神经纤维的长形和灵活性。李说,原则上,研究人员还可以将这些设备排列在3D网格中,在某种程度上模仿了人脑。但是,需要3D打印的进步来创建这种人工突触的3D网格。
Lee说,研究人员现在正在努力开发有机纳米线,只有几十个纳米范围。他还补充说,他们还认为,通过修补所使用的材料的选择和结构,可以进一步减少突触晶体管能源消耗。
科学家在6月17日在《科学进展》杂志上在线详细介绍了他们的发现。
原始现场科学。