一個(gè)國際研究人員小組通過設(shè)計(jì)一種具有復(fù)雜大腦功能的納米線網(wǎng)絡(luò)，在人工智能(AI)的開發(fā)方面取得了突破。

日本國立材料科學(xué)研究所(NIMS)的科學(xué)家團(tuán)隊(duì)通過整合覆蓋有厚度約1納米的聚合物絕緣層的許多銀納米線，創(chuàng)建了所謂的“神經(jīng)形態(tài)網(wǎng)絡(luò)”。該網(wǎng)絡(luò)之所以起作用，是因?yàn)閮蓷l納米線之間的連接處形成了行為似神經(jīng)突觸的可變電阻元件或突觸元件。

然后，網(wǎng)絡(luò)由許多相互作用的突觸元件組成以形成較大的網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)施加電壓時(shí)觸發(fā)該網(wǎng)絡(luò)，從而使其找到最佳的電流路徑或電效率最高的路徑。

通過使用該網(wǎng)絡(luò)，該團(tuán)隊(duì)能夠產(chǎn)生類似于與人類特有的高級(jí)大腦功能相關(guān)的電學(xué)特征，例如記憶，學(xué)習(xí)，忘記，變得機(jī)警并恢復(fù)平靜。

國際材料納米建筑研究中心的研究負(fù)責(zé)人兼副主任Toyamabu Nakayama說，該網(wǎng)絡(luò)是通過所謂的神經(jīng)形態(tài)計(jì)算改善人工智能的一項(xiàng)更大的科學(xué)目標(biāo)的一部分。他對(duì)《設(shè)計(jì)新聞》表示：“神經(jīng)形態(tài)計(jì)算吸引了很多興趣。”他列舉了神經(jīng)芯片領(lǐng)域的最新發(fā)展，例如英特爾的Nervana和IBM的True North Chip等神經(jīng)芯片。“這些挑戰(zhàn)基于使用電路模擬大腦中的生物信號(hào)，以及精美地模擬迄今為止開發(fā)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模。”

創(chuàng)建更多創(chuàng)意AI

Nakayama告訴我們，NIMS團(tuán)隊(duì)在進(jìn)行的一些神經(jīng)形態(tài)計(jì)算工作中發(fā)現(xiàn)了局限性，但“大腦的基本特征缺失了”。他解釋說：“這里的問題是，目前所有的AI技術(shù)都需要將大量數(shù)據(jù)集連接到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，甚至對(duì)于基于神經(jīng)芯片的系統(tǒng)也是如此。” “。布線的復(fù)雜性是要解決的問題之一，因?yàn)榇竽X允許單個(gè)神經(jīng)細(xì)胞通過10,000個(gè)突觸與10,000個(gè)其他細(xì)胞進(jìn)行通訊，而目前的半導(dǎo)體技術(shù)(光刻)無法使用光刻技術(shù)實(shí)現(xiàn)如此復(fù)雜的布線。”

而且，人腦可以參與自組織和功能的創(chuàng)建，“所以我們具有聯(lián)想的思維，創(chuàng)造力，直覺等，”中山說，這是人工智能技術(shù)目前所缺乏的。

盡管中山團(tuán)隊(duì)開發(fā)的網(wǎng)絡(luò)無法解決所有這些問題，但它確實(shí)為開發(fā)更復(fù)雜的AI提供了起點(diǎn)，并且為“自然而然沒有的”神經(jīng)形態(tài)納米線網(wǎng)絡(luò)引入了“無設(shè)計(jì)”方法。軟件程序，”他說。“因此，現(xiàn)在我們希望我們的工作可能能夠?yàn)槲覀兊?#39;智能'和'創(chuàng)造力'的起源建立更好的假設(shè)，并找到一種打開新型信息處理器的方法。”

類腦技術(shù)

研究人員在《自然科學(xué)報(bào)告》雜志上發(fā)表了一篇有關(guān)其工作的論文。

該小組目前正在使用神經(jīng)形態(tài)網(wǎng)絡(luò)材料開發(fā)一種類似于大腦的存儲(chǔ)設(shè)備，他們希望它們將使用與當(dāng)前計(jì)算機(jī)所使用的根本不同的原理進(jìn)行操作。盡管當(dāng)前計(jì)算機(jī)被設(shè)計(jì)為花費(fèi)時(shí)間和精力來尋求最佳解決方案，但是新存儲(chǔ)設(shè)備旨在在特定限制內(nèi)快速做出決定，即使生成的解決方案可能不是絕對(duì)最佳。

中山解釋說：“例如，在我們僅通過提供字符形狀的一部分來將形狀字符存儲(chǔ)在網(wǎng)絡(luò)中之后，該設(shè)備將建議可能的字符而無需任何程序，” Nakayama解釋說。“這是一種聯(lián)想或認(rèn)知信息處理器;但是，由于它不需要任何程序和計(jì)算機(jī)，因此它將是節(jié)能的處理器。”

該網(wǎng)絡(luò)還使得開發(fā)節(jié)能的自主系統(tǒng)成為可能，

該系統(tǒng)可以響應(yīng)環(huán)境變化而動(dòng)態(tài)地做出決策，而人工智能目前還沒有。最終，研究人員希望他們的工作能對(duì)大腦如何為未來的技術(shù)和應(yīng)用提供信息有更深入的了解。

伊麗莎白·蒙塔爾巴諾(Elizabeth Montalbano)是一位自由作家，他撰寫了有關(guān)技術(shù)和文化的20多年的著作。她在鳳凰城，舊金山和紐約市生活和工作過，擔(dān)任專業(yè)記者。閑暇時(shí)，她喜歡沖浪，旅行，音樂，瑜伽和烹飪。她目前居住在葡萄牙西南海岸的一個(gè)村莊。