人造神经的问世

#科技之巅寻找先行者#

随着人工智能时代的到来，模拟人类大脑结构、功能和计算原理的神经形态学工程飞速发展。

由于传统冯·诺依曼体系架构中存在存算分离的问题，中央处理器在进行运算时会受到数据传输频繁和交换效率低下的限制，且能耗居高不下。

而在体积不到2升的人脑中，包含了近千亿个神经元与百万亿个突触连接，仅用20 W的超低功耗和10 Hz的脉冲频率，却能在诸多功能上远优于规模巨大的超级计算机。

因此，模仿人类大脑的神经连接方式，实现基于微处理器阵列的存算一体化芯片架构，对新一代人工智能的发展具有重要意义。

中国学者与韩国科学家在期刊《Science Advances》首次报道了一种新型人工突触。晶体管类人工突触能够模拟生物突触传送信号，且能耗极低。研究表明，神经元每次释放信号，生物突触消耗的能量约10飞焦（千万亿分之一焦耳）；而新型人造突触每活动一次，只消耗1.23飞焦，这使其成为迄今以来能耗最低的人造突触。此外，这种人造突触还模拟了人类神经纤维的形状及柔韧性。

Xu et al. Sci. Adv. 2016;2 : e1501326

随后，相关团队与美国施坦福大学合作，进一步研制出了世界上首条柔性人造触觉神经；并将其搭载到高灵敏度仿生触觉神经系统中，使蟑螂拥有了触觉。该成果发表在顶级期刊《Science》中。

Kim et al., Science 360, 998–1003 (2018)

可以预测，这一系列研究使机器人拥有触觉，能够感知这个世界的温度、压力，甚至是使其具有神经活动将不再是遥不可及。