“仿真脑”能为我们做什么?

<正>人脑那自傲、强大而又神秘无比的信息处理功能一直令人痴迷。就在最近半年里,"造脑行动"又有了新的进展:IBM和Qualcomm两大巨头先后发布了基于神经拟态技术的"脑芯片"。IBM的Sy NAPSE芯片号称模拟了一百万个神经元细胞和超过两亿个神经突触连接,初具人工大脑的规模。Qualcomm公司4月公布的Zeroth芯片也在硅片上高效地模拟了脑神经元,装载了该芯片的机器小车还能运用"受到人脑启发的算法"完成寻路、躲避障碍等任务。不过,仿真脑的时代真的要来临了吗?其实我们不止存在着技术上的巨大困难,连制造仿真脑的目标也是一个值得思考的问题。     

网格，下一个互联网黄金时代的开始

丁肇中曾经这样形容他发现陶粒子时所作的工作量:就如同在北京的一场牛毛细雨中,寻找那惟一的一颗红色雨滴。单个的计算机芯片,即使处理能力再强大,也总是在这样的计算量面前束手无策。即便是IBM公司一台大约并联了8000个处理器芯片的巨型计算机,其计算能力也还是有限的。当今世界,大约有4亿台个人电脑,它们在大部分时间里是闲置的。假如发明一种技术,自动搜索到这些电脑,并将它们并联起来,它所形成的计算能力,肯定会超过许许多多超级巨型机。这就是所谓的“网格”技术。     

大规模类脑神经网络理论与方法

脑启发的脉冲神经网络被称为第三代人工神经网络,通过模拟神经动力学、事件驱动等计算特性捕捉时序信息和节能高效地进行计算,为人工智能领域的发展提供了新范式.大脑惊人的信息处理能力很大程度上归功于其庞大的网络规模和复杂的网络连接.构建大规模类脑神经网络为脑启发式的人工智能、神经形态计算以及多应用领域带来了突破性的进展.本文首先根据现有的研究,分类介绍了脉冲神经元模型、大规模脉冲神经网络模型与算法、深度训练框架和神经形态芯片等3个方面的计算原理和最新的研究进展,指出了目前大规模类脑神经网络研究的进展和存在的问题,随后重点论述了大规模类脑网络的神经形态视觉应用,包括神经形态视觉重构、极端场景目标检测等.最后,在总结已有研究成果的基础上,对该领域的研究现状给出了若干结论,同时指出了仍然存在的一些问题,并对未来研究的需求、期待与发展趋势进行了展望.     

2.6万亿个晶体管

正近日,某公司推出一款名为WSE二代的超大计算机芯片,它能处理极为复杂的AI(人工智能)问题。WSE二代内部共集成有40万个核心,核心数量是普通4核处理器的10万倍。晶体管是芯片的基础计算单元,晶体管的数量决定芯片的计算能力。WSE二代采用7纳米制程,集成有总共2.6万亿个纳米级晶体管,而今天晶体管数量最多的图形处理器的晶体管数量也不过百亿级别。     

"天机芯"有望促进人工通用 智能发展

<正>近日,中国科学家研制成功面向人工通用智能的新型类脑计算芯片——"天机芯",并成功地在无人驾驶自行车上进行了实验。"天机芯"是一款新型人工智能芯片,把人工通用智能的两个主要研究方向,即基于计算机科学和基于神经科学这两种方法集成到一个平台,可以同时支持机器学习算法和现有类脑计算算法。搭载"天机芯"的自行车,可以实现实时视觉     

截瘫者的福音——意念驱动光标

“仅凭心思一动,就可操纵电脑”,这种如梦如幻的想法能不能用“脑机接口”方式来实现?最近有关研究已经取得突破性进展。2005年12月,由美国纽约州立大学的丹尼斯·麦克法兰和沃尔帕博士主持的一个科研组公布了最新科研成果,有关论文称,实验中受试者的大脑想到哪里,计算机屏幕上的光标就会移动到哪里,实验取得了预期效果。1992年第10期的《知识就是力量》曾刊载过我的一篇文章“电脑通向人脑的桥梁——神经元芯片”,文章描绘了大脑和计算机连通的前景。十几年后的今天,当时的科学预测已经变成了现实,始料不及的是它首先在医学领域获得突破,为…     

分布式计算技术——网格

第一代互联网利用TCP/IP协议把分布在世界各地的计算机连接起来;第二代互联网利用Web计算把成千上万个网站上的网页联系起来:第三代互联网是信息服务网格(information service grid),其主要特点是把计算机、网页和各种信息资源连成一个整体,整个网络如同一台巨大无比的计算机,向每个用户提供一体化的服务.     

半导体人工晶体与光电子器件

半导体的重要性可以从计算机对人类的影响中窥见一斑,因为计算机的核心（"脑"中之脑）──集成电路芯片,就是由一块半导体（硅）片制作而成。从自然界中存在的硅化物,经过物理化学加工,可以制备出极其纯净的硅单晶片。该硅片再经过各道精细的微加工手段（称作硅微电子工艺）,就可以在手指甲大小的硅片上制作出成千上万至几百万个基本的电子元件（晶体管）,成为有强大计算和信息处理功能的集成电路芯片。在这些芯片中,所有的功能都是通过电子的运动来实现的,所以这类集成电路芯片通常被称之为微电子器件。计算机的最大功能是信息的处…     

电脑百年(下)

第1、第2代计算机 在第1代著名的计算机中还有UNIVAC-Ⅰ型计算机,它是1951年6月在艾克特与莫奇利主持下研制而成的。1952年11月美国举行总统选举时,曾利用一台UNIVAC-Ⅰ型机来抽样分析5％的选票。在选举结束后的45分钟内,UNIVAC-Ⅰ型机很快预测出艾森豪威尔将当选为总统。最后的选举结果表明,预测完全正确。于是,人们对“无以伦比的原子大脑”所具有的神奇功能留下了不可磨灭的印象。 随后的第1代计算机,只是在内存贮器方面有所改进,例如,哈佛大学的“马克3号”计算机首先采用磁鼓作为数据与指令的存贮器。磁     

Neuralink公司的下一步

<正>埃隆·马斯克（Elon Musk）的Neuralink公司首次将芯片植入人类大脑。他们的下一步是什么？埃隆·马斯克（Elon Musk）在2024年1月底宣布,他的公司Neuralink已经首次将脑机接口芯片植入一名人类大脑内——接受植入者“恢复得很好”。马斯克在他的社媒平台X（以前的推特）上如此写道：“大有希望的神经元尖峰检测。”他指的是脑细胞的电活动。     

干细胞令人振奋的发现，却又存在不少问题！

骨髓细胞能转化成脑的类神经元细胞 ,使科学家们着了迷 ;但要把这一成果变成治疗手段之前 ,还需要解决许多不确定的因素     

类日恒星周围的3个"超级地球"

欧洲一组天文学家日前宣布,在一颗类日恒星附近发现了3个"超级地球". 法国和瑞士的天文学家们称,他们在智利腊希拉的欧洲南方天文台,利用一台尖端的"行星搜寻仪",发现了3颗行星环绕在距地球42光年处的恒星HD 40307周围.     

在宇宙的边缘——苏格兰天文学家的发现

座落在苏格兰首府爱丁堡的皇家天文台,有一位女天文学家安妮·塞维奇(Anne Savage),发现了一颗新的类星体。这颗 PKS 2000—330类星体,最初是通过新南威尔士一座山上的帕克斯(Parkes)天文望远镜观测到的。塞维奇教授决定与同事们用那里的另一台施米德(Schmidt)天文望远镜,对它进行更精确的观测。当她察看这颗     

1994年第五届技术创新“发现”奖

计算机硬件及电子学类 获奖项目:内斯特/英特尔的Ni1000芯片 创新者:迈克尔·格莱尔及马克·霍勒 虽然人们想象科学仿真机器人能够凭自己的能力去看、思想和探究世界,但在实际生活中,机器人难于模仿人类那怕是最简单的行为。目前,罗得岛的内斯特公司和加利福尼亚的英特尔公司联合开发了一种称为Ni1000的识别加速器芯片,它采用了最新的技术来模仿人脑的智力。 装有Ni1000芯片的的机器可以更好地承担对常规计算机来说是相当困难的辨别面孔的任务。     

光学元件和光学神经计算机

现代计算机与神经系统有着千丝万缕的关系:在二次世界大战之际,数学家维纳、冯·诺依曼和一批神经生物学家们共同建立了现代计算机原理。在80年代之前,计算机主要是机械地执行算法指令。近几年来,加州理工学院的科学家们提出了光学神经计算机的设想,并在实验室内建立了实验性的模式识别系统,该系统有朝一日会有效地解决随机问题。光学神经计算机的关键在于要按神经元在大脑中排列的方式来布置光学元件。一、如何用计算机来识别“鸟”一般来说,一个牙牙学语的小孩就能轻而易举地从图册中辨别出一只鸟来,但是用一台功能很强的超级计算机来执行这个任务,却不能得到满意的结果。为什么用计算机来辨别物体会如此困难呢?这个问题     

螽斯听觉上行神经元AN2的声反应特征及其在脑中投射

听觉信息加工的神经机理是听觉研究的一项重要课题。Katsuki和Suga首先证实螽斯前胸神经节内的T形大纤维与听觉有关。Rheinlaender(1975)用微电极技术对螽斯听通路的感受器、腹神经索和脑进行了较全面的生理学研究,总结了听觉信息加工的一些特点。新近的工作应用胞内记录与染料标记相结合的方法对螽斯前胸神经节内三对听觉中间神经元,即Ω神经元、上行神经元(AN)与T形神经元(TN)的结构和功能作了较详细的探索。本文在上述工作的基础上对螽斯听觉上行神经元(AN2)的声反应特征及其在脑中投射进行了研究,分析了其对听觉信息加工的特点和作用。     

比蚂蚁还小的计算机

随着计算机技术的不断发展,计算机的集成度越来越高。世界上第一台通用电子计算机埃尼阿克(ENIAC)占地达到167平方米,而现在的个人笔记本电脑可以装在书包里。近日,美国飞思卡尔公司研制出一款名为KL02的超微型计算机芯片,面积只     

未来十年间 卫星增多少

根据美国一家公司最新预测,全球待发射的商业与民用卫垦.在今后5年内将达到最高峰(如1995年为155颗),到本世纪末和下世纪初将迅速下降(如2002年为26颗)。该报告称,从1993年到2002年的10年间,已知的可能送入地球轨道的有效载荷为792颗,其中商业通信卫星525颗,军用卫星100颗,科学卫星61颗,其     

非鸣禽成体环鸽脑中的新生神经元

自1983年Goldman等在世界上首次报道鸣禽成体脑中的新生神经元现象后,对新生神经元在鸣禽成体脑中产生、迁移和分化机理的研究已经取得了很大进展.许多人推测金丝雀等鸣禽脑中新生神经元的产生与它们对鸣啭学习和记忆功能有关.目前世界上对鸟类神经元产生的研究基本局限于鸣禽类,还未见在非鸣禽成体脑中有神经元产生的正式报道.由于新生神经元在鸣禽脑中的分布并不局限在控制发声的神经核内,它表明鸣禽成体脑中神经元的产生可能具有更为复杂的功能,因而神经元产生的现象也可能在非鸣禽成体脑中存在.为检验这种推想,本实验选用端脑中无明显控制发声神经核的非鸣禽环鸽(Streptopeliarisoria),应用放射自显影/免疫组织化学双重标记方法证明新生神经元在非鸣禽成体脑中的存在及分布特征.     

类日恒星周围的3个“超级地球”

欧洲一组天文学家日前宣布,在一颗类日恒星附近发现了3个"超级地球"。法国和瑞士的天文学家们称,他们在智利腊希拉的欧洲南方天文台,利用一台尖端的"行星搜寻仪",发现了3颗行星环绕在距地球42光年处的恒星HD40307周围。天文学家们说,他们正在研究的那片天区可能含有45颗行星,其中绝大多数在快速地围绕着HD40307旋转,每50天左右环绕1周。