丽莎老师讲机器人之人造大脑通往未来计算之门欢迎收听丽莎老师讲机器人，想要孩子参加机器人竞赛、创意编程、创客竞赛的辅导，找丽莎老师！欢迎添加微信号：153 5359 2068，或搜索钉钉群：31532843。美国加州的Koniku公司研发了一种特殊的芯片Koniku Kore，将活的转基因脑细胞与传统硅融合在一起。该芯片通过检测人体释放的挥发性有机化合物，能检测从肺癌到新冠肺炎的一系列疾病。不管是构成还是外观，这个形如蓝色冰冻水母的芯片都颇具科幻色彩。Koniku Kore并不是纸上谈兵，它在医疗、农业、军事及机场安检等领域的落地前景，已经吸引多家知名公司的青睐。其早期的客户包括埃克森美孚、保洁、制药公司阿斯利康、全球化学品制造商巴斯夫等。近期新加坡樟宜机场也使用了Koniku的技术，用于防控新冠肺炎传播。Koniku并非个例，人脑作为自然界最复杂的结构体之一，已经启发了太多不可思议的奇妙想法。一、打破脑科学与微电子学的界限“在已知的宇宙中，人类的大脑是最复杂的东西，它复杂得让试图解释它的简单模型可笑，让精致的模型无用。”这是杜克大学认知神经科学中心的斯科特·胡特尔被广为引用的一句名言。迄今为止，人的大脑仍是一片生长着无数未解之谜的原野，无人能窥得它的全貌。但科学家们从未停止探索人脑奥秘的脚步，不仅尝试破解生命科学的密码，在脑重大疾病研究方面有所突破，而且试图模仿已知的神经元活动，打造类脑的计算机系统。如今计算机界的“当红炸子鸡”人工智能，其广泛应用的神经网络，即是模拟人脑神经处理机制的典型代表。2016年阿尔法狗（AlphaGo）击败围棋冠军李世石的那一刻，人工智能披上新的荣光，人创造出的非生命体具备了媲美人类的“高智商”。但在能耗上，阿尔法狗输得不是一点点。据估算，AlphaGo在下棋过程中约消耗1兆瓦的电能，相当于一天约100户家庭的供电量。相比之下，包含超过1000亿个神经元的人脑，消耗的功率仅20瓦，只有AlphaGo所消耗能量的5万分之一。当今人工智能（AI）芯片努力进化的两个方向，一是更快的计算速度，二是更低的功耗。如果向大脑神经元活动取经，是不是能做出兼顾高算力和低功耗的芯片？两种不同的思路开始在研发道路上激起火花：一种是将生物神经元与传统半导体结合的生物计算，另一种则是用微电子技术来模仿神经元信息处理机制的类脑计算。二、生物计算：碳基神经元+硅基半导体脑功能的实现依赖于神经元和突触组成的神经网络，突触起到将信息传输与记忆存储处理相结合的关键作用。受大脑启发，一些研究人员尝试建立生物神经元与硅神经元之间的连接，以推进脑机接口、超低功耗混合芯片等前沿技术的发展。今年2月底，《自然》旗下期刊《科学报告》刊登了一项由英国、瑞士、德国和意大利科学家联合推进的实验，用纳米级忆阻器模拟生物突触的基本功能，连接大鼠神经元和人工神经元，使得这些神经元通过互联网可以实现双向实时通信。“首次证明，芯片上的人工神经元可以与大脑神经元相连，通过使用相同的’脉冲’语言进行交流。”这种“混合大脑”能让大脑神经网络和AI神经网络相互理解，从长远来看，这种想法是利用人工脉冲神经网络来恢复帕金森氏症、中风或癫痫等局部脑疾病的功能。一旦植入到大脑植入物中，硅脉冲神经元将充当一种神经假体，人工神经元将自适应地刺激功能失调的神经元，促进功能恢复，甚至能挽救功能丧失。”这项研究是想用人工神经元来补救出毛病的生物神经元，也有科学家将真正的生物神经元和传统硅计算系统集成在一起，试图打造突破传统芯片限制的超级计算芯片。澳大利亚初创公司Cortical Labs在今年4月宣布制造第一款混合计算机芯片，其官网上列举了生物计算的四个优势：流体智能、比数字电路更稳健、可扩展、功效高。（1）流体智能：生物神经网络具备自组织特性，不依赖所需知识即可解决陌生问题。（2）稳健性：与数字电路不同，生物网络对物理损伤具有很强的抵抗力，其适应和重组的能力可以在传统电路失效的地方维持功能。（3）可扩展性：生物智能可以从蜻蜓扩展到人类。培养神经元不需要绝对零度的设备或昂贵的纳米级制造单元。（4）功率效率：人脑有超过十亿的神经元，能耗仅20瓦，生物计算拥有相似的高能效特性。他们提取神经元的方式有两种：一是从小鼠胚胎中提取神经元，二是将人类皮肤细胞转换回干细胞，并诱导它们成长为人类神经元。随后这些神经元被嵌入一个特殊金属氧化物芯片顶部的培养基中，芯片包含一个由2，2000个微小电极组成的网格，可充当程序员与神经元之间的I/O介质。据悉其芯片处理能力少于蜻蜓大脑。这种芯片最终可能成为提供各种复杂推理和概念性理解的关键，这是今天的AI无法做到的。Cortical Labs不是唯一从事生物计算的机构。开篇提及的美国加州创企Koniku，早在2014年就已成立。

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“What did the council decide on item 42?” — answered with the speaker and the moment.

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