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浙大和杭电团队联合发明中国首块类脑芯片“达尔文”

发布时间: 2015-12-23 09:10:45 来源: 浙江在线-钱江晚报 作者:

  我省科学家研制出一块面积为25平方毫米——相当于女孩子小拇指半个小指甲盖大小的芯片,它叫“达尔文”。

  达尔文看起来是一块全黑的塑料块,内部含有30万个晶体管。它的四周边戳出来80根金属线,这是它用来连接外部的的引脚。它看起来很神秘,像电影《黑客帝国》里那块至关重要的芯片。

  不过它的制造者,浙江大学和杭州电子科技大学的科学家告诉记者:“你看到的,是‘一个生物’。”

  他们说的是生物的大脑。这块类脑芯片是中国第一块类脑芯片,它可以模拟2048个神经元,以及它们之间可以进行连接的最多400万个神经突触,能够像生物的大脑一样思维。这项研究成果,刚刚在线发表在《中国科学:信息科学》英文版上,这是国内权威的信息学期刊。

  昨天,记者在浙江大学看到了这块智能芯片。

  “达尔文”

  可以像生物的大脑一样思维

  科学家现场给记者做了一个演示——

  一位研究者坐在电脑面前,屏幕上有一个小游戏:一只篮球要追着一个目标白球左右运动。

  但是记者发现,试验者完全不用操作鼠标等工具,他只是坐着看着屏幕,篮球就一直能跟着白球左右滚动。

  这个小游戏的幕后的操控者,就是达尔文类脑芯片。它接收试验者所戴头套的六路脑电信号,通过脑电解码来识别出试验者的运动想象方向,并基于识别结果来准确指挥篮球跟随目标白球的位置。从指令发出到篮球移动的延迟很小,人几乎觉察不出来。

  “普通计算机芯片基于海量的数据来分析作出判断,而达尔文能够形成‘神经冲动’,与生物大脑中的电脉冲相似。”浙江大学微电子学院朱晓雷博士解释。

  达尔文可以处理许多模糊的信息,比如从纷杂的脑电波中找到需要的指令。“比如,你讲话时,随着情绪的变化,声调可能也会有改变,但它同样能分辨出这是你的声音。它靠的是神经元之间互相传递的小信息。”

  所以达尔文和普通的计算机芯片不同,它模仿生物的大脑,擅长对普通计算机不拿手的模糊信息进行处理。比如,达尔文瞬间就能从万马奔腾的脑波中辨别出有用的指令,迅速完成;而目前最高级的英特尔处理器,则需要由“程序猿”至少花上1个月,写出几万条代码,才能调试完成这么个指令。

  并且达尔文极省能耗。比如,作出方向识别的时候,它消耗20豪瓦的功率;而英特尔处理器需要全速度运转,消耗30~140瓦特功率。

  “达尔文”会进化

  成为人类的超级助手

  之所以这块芯片名叫达尔文,是因为它会像达尔文爷爷提出的进化论一样,一点一点地演化、进步。达尔文芯片的儿孙代,能够一点点地达到昆虫、啮齿动物甚至哺乳动物的大脑能力。

  “达尔文这样的类脑芯片,强项在于认知能力。”杭州电子科技大学信息学院的马德博士告诉钱报记者,达尔文目前已经拥有视觉能力,能够做到图像识别——比如,从一堆图片中,找出汽车的图案等。

  它已经可以作为脑机接口,帮助伤残人士完成许多工作。“我们可以为行动不便的人们配置一个头套和机械肢体,达尔文芯片通过分析脑电,提取信息进行准确指令,机械手臂或者机械肢可以代劳。”马德说。

  马德表示,将来,达尔文芯片还将拥有其他感官功能,可以执行更加复杂的感知、交互、识别等任务。比如,它可以从各种气味中,辨别出有毒气体的味道,及时作出警报;比如,它可以记录和报告数据,像温度、压力、波高、声学和海潮等,以此来监测世界范围内的供水状况。它们将成为人类的好搭档——它们知道怎么按照人脑想问题,又具备人类做不到的数据处理等超级能力。

  
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编辑: 龚双林
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