美研製擬人腦電路板具有電腦9千倍運算速度

新浪科技訊 北京時間13日消息，據國外媒體報導，美國科學家研製了一款全新的電路板，在設計上能夠像人類大腦一樣工作。這種電路板名為“Neurogrid”，能夠模擬100萬個神經元細胞以及數十億個突觸連接。專家們表示這種電路板的運算速度可達到當前電腦的9000倍。Neurogrid的尺寸與一部iPad相當，製造成本達到4萬美元，所能模擬的神經元細胞和突觸數量遠遠超過相同能耗情況下在平板電腦上進行的其他大腦模擬。Neurogrid的研製工作獲得美國國立衛生研究院的資助。

研究人員表示電腦與人腦相比簡直不值一提。老鼠大腦皮層的運算速度可達到模擬其功能的個人電腦的9000倍。斯坦福大學生物工程學副教授科瓦貝納-伯赫恩在發表於《電氣與電子工程師協會會報》上的一篇文章中指出，除了運算速度慢外，個人電腦的能耗也遠遠高於大腦，可達到后者的4萬倍。他：“從能耗的角度上，電腦很難與大腦相比。”伯赫恩的文章闡述了美國和歐洲的神經形態研究人員如何利用硅和軟件製造可模擬神經元細胞以及突觸的電子系統。

Neurogrid由伯赫恩和他的研究小組研製，採用16個定製的Neurocore晶片。這些晶片能夠模擬100萬個神經元細胞以及數十億個突觸連接。在設計上，Neurocore晶片擁有極高的能效。伯赫恩等人採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，所能模擬的神經元細胞和突觸數量遠遠超過相同能耗情況下在平板電腦上進行的其他大腦模擬。Neurogrid的研製工作獲得美國國立衛生研究院的資助。

在研製Neurogrid原型后，伯赫恩的團隊將進行進一步研究，降低成本並研發編譯器軟件，讓不具備神經系統科學方面知識的工程師和計算機學家也能夠利用Neurogrid解決問題，例如控制類人機器人。Neurogrid在運算速度和能耗方面的優勢使其成為一個理想的工具，遠遠超過單純地對人腦進行建模。

目前，伯赫恩正與斯坦福大學的其他科學家合作，為癱瘓患者研製使用類似Neurocore的晶片控制的假肢。他：“當前，你必須知道大腦的工作方式，為這種假肢編程。我們希望研發一種神經編譯器，無需了解突觸和神經元細胞便可使用這種電路板。”在斯坦福大學的辦公室，伯赫恩將一個耗資4萬美元製造的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採用16塊Neurocore晶片，每塊可模擬65536個神經元細胞。借助於現代製造技術，只需400美元便可製造一塊Neurocore晶片，用於控制假肢。伯赫恩在文章中指出Neurogrid的能耗只有模擬100萬個神經元細胞的個人電腦的大約十萬分之一，但仍遠遠超過我們的生物學CPU。他：“人類大腦的運算速度是Neurogrid的8萬倍，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性的同時大幅降低能耗是神經形態工程師面臨的終極挑戰。”(孝文)