類神經的微芯片

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使用以人腦的神經系統為基礎研制出的高能效集成電子元件，能制成可植入眼內的硅視網膜以恢復視力，也可用作機器人眼和其他智能傳感器。

在這張美術圖里顯示的可植入眼內的硅視網膜，能模仿眼睛的天然功能，從而幫助某些類型的眼盲病人恢復視力。

1997年，IBM超級電腦“深藍”在那場舉世聞名的比賽中險勝國際象棋世界冠軍Garry Kasparov（卡斯帕羅夫）。它依靠純粹的“蠻力”贏得了比賽。它能在1秒鐘內考慮約2億步可能的走法，而其血肉之軀的對手每秒最多只能考慮3步。不過勝利歸勝利，計算機在諸如視覺、聽覺、圖像識別和學習這些領域還遠遠不是人腦的對手。舉個例子，計算機不能像我們那樣僅憑一個朋友走路的姿勢就從遠處把他給認出來。而且要是比較二者能效的話，電腦根本就不能和人腦相提并論。一臺房間大小的普通超級電腦比起由神經組織構成的哈密瓜大小的人腦來說，要重1千倍、大1萬倍、耗能高100萬倍。 人腦以相對緩慢的速度（千分之一秒左右）在神經元之間傳遞化學信號，但為何最后卻能比最強大的數字處理器更迅速更高效地執行特定任務？其中的秘密看來在于人腦是如何組織它這些運作遲緩的電子元件的。 人腦并不做執行代碼的工作，它采用的方式是激活神經聯絡（又叫神經突觸）。每次激活就相當于執行了一行代碼。所以我們可以拿每秒鐘內大腦 激活的聯絡數和同樣時間內電腦執行的命令數來做比較。突觸活動的數目令人吃驚：每秒10*16次！100萬臺Intel奔騰處理器才能達到這個速度——另外還需要幾億瓦能量來驅動這些機器。 現在一小群極富創新力的工程師在復制神經元的組織和功能方面取得了巨大進步。研究者們談論的是將神經聯絡的結構“類化”到硅電路中去，建立類神經形態的微芯片。如果成功的話，這個成就將能夠為盲人植入硅視網膜、為聾人植入聲音處理器，這些儀器僅靠一枚9伏電池就能使用30年；也能夠制成適用于機器人或者其他智能機器的便宜又好用的視覺、聽覺或味覺識別芯片。 我們這個在賓夕法尼亞大學的實驗室開始專注于類化視網膜——那是一層位于眼睛后部僅有半毫米厚的網狀組織。視網膜由5層特異神經細胞 構成，可以處理從外界獲取的圖像，并從中提取有用信息，這個過程不需要大腦花什么力氣。選擇視網膜做突破口的原因是解剖學家已經把這個敏感的系統研究得相當清楚了。后來我們轉而研究建立這種生物電路的發展機械學機制——我們把這個過程叫做“元類化”（metamorphing）。