科技媒體interestingengineering日前發(fā)布博文，報(bào)道稱科學(xué)家們創(chuàng)造出一種能夠模仿大腦不同區(qū)域活動(dòng)的單一人工神經(jīng)元，名為“transneuron”，標(biāo)志著機(jī)器感知與響應(yīng)世界的方式正朝著類人化方向發(fā)展。

圖源：拉夫堡大學(xué)

這項(xiàng)研究由英國(guó)拉夫堡大學(xué)主導(dǎo)，并與美國(guó)索爾克研究所及南加州大學(xué)合作。與只能執(zhí)行單一狹窄任務(wù)的傳統(tǒng)人工神經(jīng)元不同，transneuron 能夠通過調(diào)整其內(nèi)部電學(xué)設(shè)置，靈活切換視覺、規(guī)劃、運(yùn)動(dòng)等相關(guān)的多種角色，讓硬件本身更接近生物計(jì)算的模式。

研究團(tuán)隊(duì)通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了“跨神經(jīng)元”的模擬能力。他們向該設(shè)備輸入電信號(hào)，并將其產(chǎn)生的脈沖響應(yīng)與從獼猴大腦記錄的真實(shí)神經(jīng)元脈沖模式進(jìn)行對(duì)比。

結(jié)果顯示，通過調(diào)整電路的電壓等電氣設(shè)置，單個(gè)“跨神經(jīng)元”能夠以 70% 至 100% 的驚人準(zhǔn)確率，重現(xiàn)大腦三個(gè)不同區(qū)域特有的脈沖行為，包括穩(wěn)定、不規(guī)則和快速爆發(fā)等多種模式。

拉夫堡大學(xué)的 Alexander Balanov 教授指出，只需微小的電學(xué)變化即可讓該單元模擬不同類型的神經(jīng)元，并且它對(duì)壓力、溫度等環(huán)境變化反應(yīng)靈敏，這為未來構(gòu)建人工感官系統(tǒng)奠定了基礎(chǔ)。

Transneuron 的靈活性源于其核心的納米級(jí)元件 —— 憶阻器（memristor）。在電流通過時(shí)，憶阻器內(nèi)部的銀原子會(huì)形成或斷開微小的“原子橋”，這種物理結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)變化直接產(chǎn)生了不同的電脈沖行為。

溫度、電壓和電阻的變化都會(huì)改變其脈沖模式，從而在硬件層面實(shí)現(xiàn)切換神經(jīng)元角色，完全無(wú)需軟件的介入。索爾克研究所的 Sergei Gepshtein 博士強(qiáng)調(diào)，這一機(jī)制讓硬件不再是簡(jiǎn)單地用軟件模擬大腦活動(dòng)，而是真正以類似大腦的方式工作。

這項(xiàng)發(fā)表在《自然?通訊》上的研究，為未來科技發(fā)展描繪了廣闊藍(lán)圖。研究人員指出，該技術(shù)有望構(gòu)建出“芯片上的大腦皮層”，為機(jī)器人打造出能感知、學(xué)習(xí)和適應(yīng)環(huán)境的人工神經(jīng)系統(tǒng)。

這將催生出更節(jié)能、更高效的計(jì)算機(jī)，以及能夠像生物一樣實(shí)時(shí)調(diào)整行為的類人機(jī)器人。此外，這類設(shè)備還能作為研究工具，幫助神經(jīng)科學(xué)家更好地理解大腦區(qū)域間的通信機(jī)制，甚至探索意識(shí)的形成，或用于開發(fā)能與人類中樞神經(jīng)系統(tǒng)交互的醫(yī)療設(shè)備。

來源：IT之家

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