超級計算機“紅杉”(來源:IBM)

Boahen 教授的研究方向就是用硬件和軟件來復制大腦的計算能力。他的實驗室最近取得的研究成果被稱為 Neurogrid(神經網格),可以模擬 100 萬個神經元的活動。Neurogrid 并不是一臺超級計算機,它不能模擬宇宙大爆炸,不能預報颶風,也不能預測流行病,但是它能做到的,卻能讓它與眾不同。Neurogrid 是首個能實時模擬 100 萬個神經元的模擬平臺,換句話說,它模擬人腦1秒鐘的活動,僅需要1秒鐘,相比之下,“紅杉”模擬人腦一秒鐘的活動需要 1500 秒。這使 Neurogrid 成為研究人類大腦的有力工具,除了了解大腦的正常活動,它還可以研究大腦疾病,例如自閉癥、精神分裂等,這些疾病用現有的傳統(tǒng)技術都很難模擬。

Neurogrid 共有 16 塊芯片,每塊芯片上都有超過 65000 個“硅神經元”,這些神經元可以通過 80 個參數進行編程,以模擬不同類型的神經元。真正讓它與傳統(tǒng)計算系統(tǒng)區(qū)別開來的地方,在于它進行計算和通信的方式。大部分計算機都是通過數字信號來運行的, 而大腦神經元活動的推動方式,卻更類似于模擬信號。于是 Neurogrid 在計算時采用模擬信號,通信時采用數字信號,這樣的方式更接近大腦。

除了運算上的優(yōu)勢,Neurogrid 在能耗上也遙遙領先。“紅杉”的功耗高達 8 兆瓦,相當于 160000 個家庭的用電量,每年的電費耗資 700 萬美元。而 Neurogrid 功耗為 5 瓦,僅相當于一個手機充電器。這意味著,Neurogrid 這種類型的模擬平臺仍然有著巨大的潛力。也許不久后的一天,人們通過它,就能真正知曉大腦的奧秘。

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wangxueyang

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