[深圳電路板廠]美國(guó)科學(xué)家研制了一款全新的電路板，在設(shè)計(jì)上能夠像人類大腦一樣工作。這種電路板名為“Neurogrid”，能夠模擬100萬(wàn)個(gè)神經(jīng)元細(xì)胞以及數(shù)十億個(gè)突觸連接。專家們表示這種電路板的運(yùn)算速度可達(dá)到當(dāng)前電腦的9000倍。Neurogrid的尺寸與一部iPad相當(dāng)，制造成本達(dá)到4萬(wàn)美元，所能模擬的神經(jīng)元細(xì)胞和突觸數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)相同能耗情況下在平板電腦上進(jìn)行的其他大腦模擬。Neurogrid的研制工作獲得美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院的資助。

　　研究人員表示電腦與人腦相比簡(jiǎn)直不值一提。老鼠大腦皮層的運(yùn)算速度可達(dá)到模擬其功能的個(gè)人電腦的9000倍。斯坦福大學(xué)生物工程學(xué)副教授科瓦貝納-伯赫恩在發(fā)表于《電氣與電子工程師協(xié)會(huì)會(huì)報(bào)》上的一篇文章中指出，除了運(yùn)算速度慢外，個(gè)人電腦的能耗也遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于大腦，可達(dá)到后者的4萬(wàn)倍。他說(shuō)：“從能耗的角度上說(shuō)，電腦很難與大腦相比。”伯赫恩的文章闡述了美國(guó)和歐洲的神經(jīng)形態(tài)研究人員如何利用硅和軟件制造可模擬神經(jīng)元細(xì)胞以及突觸的電子系統(tǒng)。

　　Neurogrid由伯赫恩和他的研究小組研制，采用16個(gè)定制的Neurocore芯片。這些芯片能夠模擬100萬(wàn)個(gè)神經(jīng)元細(xì)胞以及數(shù)十億個(gè)突觸連接。在設(shè)計(jì)上，Neurocore芯片擁有極高的能效。伯赫恩等人采取的策略是讓確定的“突觸”共享硬件電路。Neurogrid的尺寸與一部iPad相當(dāng)，所能模擬的神經(jīng)元細(xì)胞和突觸數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)相同能耗情況下在平板電腦上進(jìn)行的其他大腦模擬。Neurogrid的研制工作獲得美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院的資助。

　　在研制Neurogrid原型后，伯赫恩的團(tuán)隊(duì)將進(jìn)行進(jìn)一步研究，降低成本并研發(fā)編譯器軟件，讓不具備神經(jīng)系統(tǒng)科學(xué)方面知識(shí)的工程師和計(jì)算機(jī)學(xué)家也能夠利用Neurogrid解決問(wèn)題，例如控制類人機(jī)器人。Neurogrid在運(yùn)算速度和能耗方面的優(yōu)勢(shì)使其成為一個(gè)理想的工具，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)單純地對(duì)人腦進(jìn)行建模。

　　目前，伯赫恩正與斯坦福大學(xué)的其他科學(xué)家合作，為癱瘓患者研制使用類似Neurocore的芯片控制的假肢。他說(shuō)：“當(dāng)前，你必須知道大腦的工作方式，為這種假肢編程。我們希望研發(fā)一種神經(jīng)編譯器，無(wú)需了解突觸和神經(jīng)元細(xì)胞便可使用這種電路板。”在斯坦福大學(xué)的辦公室，伯赫恩將一個(gè)耗資4萬(wàn)美元制造的Neurogrid原型擺在桌子上。他表示大幅降低成本的可能性是存在的。

　　Neurogrid采用16塊Neurocore芯片，每塊可模擬65536個(gè)神經(jīng)元細(xì)胞。借助于現(xiàn)代制造技術(shù)，只需400美元便可制造一塊Neurocore芯片，用于控制假肢。伯赫恩在文章中指出Neurogrid的能耗只有模擬100萬(wàn)個(gè)神經(jīng)元細(xì)胞的個(gè)人電腦的大約十萬(wàn)分之一，但仍遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)我們的生物學(xué)CPU。他說(shuō)：“人類大腦的運(yùn)算速度是Neurogrid的8萬(wàn)倍，能耗卻只有后者的三分之一。在提供更大可配置性和可升級(jí)性的同時(shí)大幅降低能耗是神經(jīng)形態(tài)工程師面臨的終極挑戰(zhàn)。”

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