三星借助反向工程复制粘贴人类大脑

2021-09-28 12:13:19 来源:EETOP
CNEA(CMOS纳米电极阵列)上的老鼠神经元图像

日前三星研究团队和美国哈佛大学共同发表论文,提出新方法,准备于存储器反向工程,复制人类大脑。

三星新闻稿表示,论文发表于科技期刊《自然‧电子学》(Nature Electronics),标题为《基于复制和黏贴大脑的神经形态电子》。作者包括三星高级技术研究院研究员、美国哈佛大学教授 Ham Don-hee 及 Park Hong-kun,还有三星 SDS 公司执行长及三星电子副董事长等。

研究人员指出,利用纳米电极阵列拷贝人类大脑神经网络,之后将拷贝图像黏贴到内存上,建构成高密度3D网络。论文作者希望创造内存模仿人类大脑的计算特性,如低功耗、快速学习过程、环境适应性、自动化和认知特性等,目前此技术超越现有人类科研成果。

人类大脑包括无数神经元,神经元间有复杂网络连接,建构成人类大脑。如果要反向工程人类大脑,首先必须清楚神经元网络连接结构。神经形态工程技术诞生于 1980 年代,宗旨是在半导体芯片模仿人类大脑神经网络结构和功能。不过这是极具挑战的技术,时至今日科学家都尚未清楚有多少神经元连接,最后建构成人类大脑。

神经形态工程学后来调整目标,不再透过芯片模仿人类大脑,而是透过大脑功能启示开发芯片。但三星电子和哈佛大学提出另一种方法,可回到大脑反向工程的神经形态学最初目标。也就是借由纳米电极进入大量大脑神经元,利用高度敏感性记录电流讯号,让庞大细胞并行记录系统获得神经网络图像资讯,发现神经元相互连接的方向,以及展示相互连接的强度。获得答案后,研究员可提取神经网络图像。

有神经网络图像后,借助粘贴到内存构建神经元网络。内存会是以市面固态硬盘使用的NAND Flash,或 RRAM 等更新的存储器。研究人员可编程内存,让每个芯片的传导性展现大脑神经元连接的强度状态。据估计,人类大脑有 1000 多亿个神经元,所谓「突触连接」数量又是神经元数量 的1000 多倍。要能复制大脑神经网络的内存必须具存储 100 万亿个虚拟神经元和突触数据。目前来说,藉由3D堆叠技术,庞大容量的内存可整合到单一芯片

三星强调,论文作者之一哈佛大学教授 Ham Don-hee 表示,此研究愿景远大,如果朝这英雄般目标前进,将同时发展机器学习、神经科学和半导体等技术。

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