人脑其实是一个高效又节能的器官，用又慢又紊乱的神经元，就能够处置惩罚一些对世界上最厉害的超等计算机来讲都很辣手的题目：了解言语、笼统思索另有操纵举措等。而这个比鞋盒还小的人脑，只用了比家里电灯泡还少的能量。

　　人脑的这类高效和节能一方面赐与科学家灵感，别的一方面还吸引了科学家进一步探究其机要的愿望，而摹拟人脑的芯片或体系则知足了这两点，进而引无数豪杰竞折腰。

　　据物理学家组织网克日报导，美国斯坦福大学的科学家研制出了运转速度更快且能效更高的微型芯片，其运转速度为传统个人电脑(PC)的9000倍且能耗低良多。科学家们示意，最新研讨有望鼎力推进机器人手艺和计算手艺的进步并进一步提拔人类对自身大脑的了解。比方，能像人脑快速高效运转的芯片有望让机器义肢具有健全肢体的复杂性和反响本领。相干研讨宣布正在国际顶级期刊《电气取电子工程师协会会刊》上。

　　“神经网格”或能操控义肢

　　斯坦福大学生物工程副教授夸贝纳·波尔翰研讨团队研制出的“神经网格(Neurogrid)”电路板，由16块特制的“神经内核(Neurocore)”芯片构成，每块芯片上都有凌驾65536个“硅神经元”，这一些神经元能够根据80个参数开展编程，以摹拟差别范例的神经元。这16块芯片联袂，能摹拟100万个神经元和数十亿个突触衔接。它摹拟人脑1秒钟的流动，仅需求1秒钟。“神经网格”的巨细取一台iPad相称，功耗为5瓦，仅相称于一个手机充电器，而其能摹拟的神经元和突触比其他大脑摹拟设备多一些数量级。

　　“神经网格”所具有的高速运转和低能耗的特点使其成为研讨人类大脑的有力东西，除认识大脑的一般流动，它还能够研讨大脑疾病，比方自闭症、精神分裂等，这一些疾病用现有的传统手艺皆很难模仿。有鉴于此，美国国立卫生研讨院(NIH)对这款百万神经细胞模子进行了赞助。

　　目前，波尔翰已着手开展下一步的研讨——降低成本并制作编译软件。编译软件能使不具备神经科学知识的工程师和计算机专家还能用其来解决问题，比方，运用“神经网格”节制类人机器人等。波尔翰研讨团队正在为残疾病患研发能被相似“神经内核”芯片节制的义肢。

　　多款人脑模仿设备春兰秋菊

　　波尔翰指出，除他的“神经网格”项目外，另有多个大型的神经形态学方面的研讨，正方兴未艾地进行着。个中包孕欧洲的“人脑规划”和美国的“大脑规划”等。“人脑规划”旨在用超等计算机模仿人脑的事情道理；而“大脑规划”的首要目标是研发能浏览大脑内数百万个神经细胞的运动并写出这一些运动的形式的新型东西。

　　别的，另有IBM公司的“神经形态自适应塑料可微缩电子体系(SyNAPSE)”项目。SyNAPSE芯片为硅芯片，其架构由人脑的功用、省电性及松散性得到灵感。最新的SyNAPSE芯片集成了256个数字神经元，每一个神经元装备1024条突触回路，IBM公司期待能在体系中进一步提升神经元的数目。

　　而由德国海德堡大学基尔霍夫物理研究所核心的“大脑范围(BrainScales)”筹划的目的是研制出逻辑芯片来模仿神经元和突触的行动。他们研制出的“高输入数模仿神经网络(HICANN)”能模仿药物之间的相互作用。今朝，HICANN体系能模仿512个神经元的流动，每一个神经元装备224个突回路。

　　这一些研讨春兰秋菊，还采用了差别的技术手段，比方，让每一个硬件电路摹拟单个神经单位(单个突触)照旧一些神经单位(根据两次激活硬件电路来摹拟两个流动突触的危害)等，这就招致差别体系具有差别的功用，显露还不尽相同。

　　波尔翰还制作了一个襟怀单元来盘算所有这些体系的本钱，包孕芯片巨细、它能摹拟若干神经元和能耗等，结果表明，“神经网格”是最合算的神经元摹拟体式格局，实现了波尔翰的初志——制作出一款人们能负担得起且能普遍应用于各个研讨行业的体系。

　　降低成本为事不宜迟

　　尽管如此，仍旧有许多事情要做，最主要的便是下降本钱。现阶段，“神经网格”电路板上每块芯片的本钱约为4万美元。波尔翰坚信，运用现代化的制作进程并大批量制作这类芯片，他能将每一个“神经内核”的本钱下降100倍；更便宜的硬件和编译软件则可以下降芯片的设置本钱，如此一来，就可以大大下降“神经网格”的本钱，让其有机会在多个行业大展拳脚。

　　比方，像人脑一样高速有用运转的芯片能让义肢具有健全肢体所具有的复杂性和反应速度。波尔翰预感，将来，一块雷同“神经内核”的芯片能被植入残疾人的大脑中，表明人类的活动并将其翻译成饬令，批示义肢。

　　现阶段，正在波尔翰的实验室内，“神经网格”正正在对一个小型义肢举行掌握，让其实时实行活动饬令。现正在看来，这款小型义肢其实不起眼，但它的操纵杆杠和枢纽异常简朴，这很有多是将来机械义肢的雏形。

　　自然，所有这些神经形态学体系，皆没法取人脑的复杂性和高效性相比。波尔翰夸大称，只管“神经网格”的能效约为一台模仿100万个神经元的个人电脑的10万倍，但仍然没法取我们的大脑相匹敌。

　　波尔翰透露表现：“人脑内神经元的数目是‘神经网格’的8万倍，耗能仅为其三倍。神经形态学行业的工程师们面对的最终挑衅便是，范围和能效两不误，也便是说，到达人脑能效的与此同时，给予更好的可设置性和范围。”