DVD合金有助于使计算机像我们一样思考

日期:2017-04-20 07:20:15 作者:赵鼻炫 阅读:

保罗·马克斯(Paul Marks)让我们在DVD上录制的材料有一个更诱人的特性:它可以模仿大脑的神经细胞和它们之间的交汇点这一发现可能会导致类似大脑的计算机的发展,这些计算机最重要的是在超低功率水平下运行类似脑的计算机是一种无需外部编程即可学习和适应的计算机这样的能力将使机器在面部和语音识别等任务中变得更好他们还可以在同一位置处理和存储数据 - 就像神经细胞一样传统计算通过将这些功能分开来降低效率现在,两个研究小组使用称为GST的合金建立了人工神经细胞或神经元和突触 - 它们之间的连接点 - GST是其成分符号的首字母缩写:锗,锑和碲在英国,埃克塞特大学的David Wright及其同事创建了GST神经元(Advanced Materials,DOI:10.1002 / adma.201101060),而在加利福尼亚州的斯坦福大学,Philip Wong的小组已经创建了纳米级电子突触结甚至模仿突触可以改变其连接强度的方式(Nano Letters,DOI:10.1021 / nl201040y) GST被称为“相变”合金,因为它能够在加热时将其分子结构从结晶变为无序的无定形“相”在DVD中,这允许记录二进制0和1,然后通过激光读取但GST可以做的不仅仅是储存两个州 GST微小区域内的不同区域可以是不同程度的晶体或非晶体,这意味着它可以在比0或1更宽范围的值上存储信息这很重要,因为它是输入信号的积累,当一个真正的神经元达到某个阈值时,它就会“生火” ??输入信号的积累使合金发生变化状态,就像真正的神经元在一定阈值下发射一样 Wright的神经元能够模拟这个阈值发射,因为当GST的电阻从非晶相移动到晶体时,它的电阻突然下降因此,以电流脉冲形式的输入信号被施加到人造神经元 - 并且当其电阻骤降时它被认为已经发射 GST的才能并不止于此当一个真正的神经元发射时,信号对它到达的下一个神经元的重要性由连接它们的突触的强度决定在自然界中,这种强度在称为尖峰定时依赖性可塑性(STDP)的过程中进行调整:如果第一个神经元在第二个神经元之前反复发射,则突触的强度会增加,但如果第二个神经元首先发射,则其强度会降低斯坦福大学团队成员Duygu Kuzum表示,GST改变阻力的能力使他们能够对其进行编程,以动态修改他们建立的纳米级人工突触的强度 - 就像STDP一样这使他们可以优先考虑哪些神经信号对任何给定任务最重要 Kuzum说,人体突触只有75纳米,可以为大脑般的计算机提供低功耗该团队的计算表明,具有1010个突触的系统仅消耗10瓦特 - 而超级计算机需要1.4兆瓦才能模拟仅5秒的大脑活动英国曼彻斯特大学的史蒂夫·弗伯(Steve Furber)表示,“相变装置确实可以捕捉到大脑行为的正确本质”,他正在用传统的微处理器构建类似大脑的计算机 “但它还有很长的路要走我会感兴趣的是,他们可以在芯片上制造出1亿片,几乎没有任何东西“相变材料至少与其他三种类似大脑的计算方法竞争在Blue Brain项目中,位于洛桑瑞士技术研究所的Henry Markram小组旨在在超级计算机上创建脑生化的软件模型本周,英国曼彻斯特大学开始使用智能手机微处理器构建Spinnaker,这是一台耗资10亿的神经元计算机,每台微处理器可以模拟18,000个神经元使用片上存储器存储神经元之间的连接强度 “忆阻器”也可以通过在它们之间施加电压来“设置”它们的电阻,使它们成为神经元或突触的强有力竞争者更多关于这些主题: