[新聞] 類人腦納米電腦大突破 美華裔教授主導
【大紀元2011年10月04日訊】（大紀元記者張健晨編譯報導）如果你曾懷疑大腦的潛力，
請看看以下的數據。據統計，現在世界上最先進的超級計算機需要8分半的時間才能完成
一個人腦在5秒鐘之內的活動。同時，如果這台計算機要做這項工作，它需要消耗140,000
倍人腦所消耗的能源。具體來說，需要140萬到1,000萬瓦的電力能源。就處理能力和效率
來說，沒有任何電腦可以和人腦相比。
《納米期刊》（Journal Nano Letters）近期發文指出，斯坦福大學的研究小組展示了一
個新的納米電子設備，可以用來模擬人類神經突觸和大腦的運算機制。這是一項重要突破
，將有益於未來開發出方便、節能、適應性強和具有互動性能的電腦系統，不但可以執行
指令，還可以自我學習。
斯坦福大學的研究團隊由電機工程系的華裔教授菲利普‧黃（H.S. Philip Wong）主導，
研究涉及一個被稱為「腦啟發運算」（brain-inspired computing）的新領域，是計算機
芯片模仿人類的突觸神經信號轉導機制。
該團隊並非第一個研究該領域的研究小組， 但他們是第一個成功研製出小型、低耗能電
子突觸（Synapses）設備，並將該技術成熟化的團隊。他們的研究為今後該材料進入商業
領域打下基礎。
黃教授說：「這種發展路線使未來的納米設備更小、更節能，進而有助於研究大腦的某些
部分是如何工作的。雖然你不能改變一個生物的大腦，但是像這樣的合成設備可以使研究
人員改變設備參數，從而揭示了真正的大腦功能。」
這種新型的設備和以往的設備區別很大。目前的計算機芯片的納米級的電路是由數十億微
小的電器元件，也就是晶體管（transistor）所構成，並且利用二進制邏輯傳達信息。也
就是說，他們的邏輯是基於兩個數字，1或0。在電力方面，晶體管或者是「開啟」或是「
關閉」。
每個芯片裡有了足夠的晶體管，編程員們就可以操控電器迴路，使數十億的晶體管開啟或
是關閉來存儲了計算信息，也就是「計算」。計算機芯片處理速度和大小很大程度上取決
於我們能否製造出更快的晶體管，並將它們存儲在更小的空間裡。
突觸是人腦中最小的單位，但是和晶體管至少在兩個方面有所不同。首先，它們在能力上
有所不同。換句話說，突觸可以傳達的信息遠遠超過了一個晶體管。其次，突觸可以隨時
間而改變。團隊成員傑亞辛表示： 「突觸的改變是以人的學習為基礎的。雖然計算機芯
片可以大量的製造出來，但是並不能隨意改變。」
在神經學中， 這兩個優勢的結合被稱為「突觸可塑性」（synaptic plasticity），它是
研究人腦如何學習，計算，記憶的主要理論基礎之一。
像晶體管電路一樣，神經元和突觸緊緊結合在一起，但是它們的電路是基於突觸的不同強
度性。電子化學信號在同一路徑上的重複運動可以增強該路徑上的突觸，增加了它們的未
來「激活」可能性。就像神經專家們常常說的那樣，神經元連在一起，在一起「起火」。
突觸的可塑性解釋了為什麼熟能生巧。同樣的電子訊號的重複傳播不斷的加強某種模式，
因此大腦開始「學習」。另一研究人員庫茲表示：「大腦是一個神奇的機器。它的電路要
復雜的多，更加有能力，能源使用率更高，任務處理速度遠遠超過基於二進制的最快的計
算機芯片。」
http://epochtimes.com/b5/11/10/4/n3391243.htm
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