看過電影《鋼鐵俠》的觀眾，對于主人公的人工智能電腦助手“賈維斯”應該并不陌生。在電影中，“賈維斯”就像是鋼鐵俠的另一個大腦，它除了能夠接收指令、感知并收集外界信息外，還能據(jù)此做出相應的分析及響應。

很多人可能都期盼著有朝一日能擁有一個像“賈維斯”一樣的智能助手。如今，隨著科技的不斷進步，人們在朝著實現(xiàn)這個愿景的路上又邁進了一步。瑞士研究人員日前研發(fā)出的“神經(jīng)形態(tài)芯片”，可實時模擬人類大腦處理信息的過程，即實時處理輸入的信息并做出回應。該研究成果有助于科學家研發(fā)出能與周圍環(huán)境進行實時交互的認知系統(tǒng)，將極大地幫助理解人類大腦這種世界上最復雜的“計算機”。

在此之前，大部分類似的研究都局限于在傳統(tǒng)計算機上研制神經(jīng)網(wǎng)絡模型，或在超級計算機上模擬復雜的神經(jīng)網(wǎng)絡。這一次，研究人員另辟蹊徑，直接在微型芯片上模擬人類大腦。在微型芯片的大小、處理速度和能耗方面，研究人員也力求與人類大腦相似。研究組成員之一、蘇黎世大學和蘇黎世聯(lián)邦理工大學共建的神經(jīng)信息學院教授賈科莫·因迪維里表示，“我們的目標是直接在微芯片上模擬生物神經(jīng)元和突觸的屬性。”

神經(jīng)形態(tài)芯片”，可實時模擬人類大腦處理信息的過程，猶如“人工大腦”

要實現(xiàn)這一點，研究者面臨的主要挑戰(zhàn)是如何構(gòu)建人造神經(jīng)元網(wǎng)絡，且讓其能夠執(zhí)行相關的任務或指令。為此，研究人員用由硅制成的人造神經(jīng)元模擬人體神經(jīng)元，而后依照已知的哺乳動物大腦中的神經(jīng)結(jié)構(gòu)，將硅神經(jīng)元構(gòu)建成網(wǎng)絡。這些網(wǎng)絡便構(gòu)成了人造神經(jīng)處理模塊。該神經(jīng)處理模塊具有短時記憶以及決策分析機制，因此它能夠?qū)崟r執(zhí)行復雜的感覺運動任務。

這項研究目前面臨的最大難題是，“神經(jīng)形態(tài)芯片”不能主動學習，只能按照相關的編程信息做出反應。假以時日，待這項技術進一步完善后，將有望從實驗室走向人們的現(xiàn)實生活中，從而允許機器人在復雜環(huán)境中、在不受人類遠程遙控的情況下實現(xiàn)自動運行。

未來智能伙伴將不再是鋼鐵俠的專利

截至目前，科學家們已經(jīng)研發(fā)出了一些可以對環(huán)境做出響應的智能系統(tǒng)，智能控制的百葉窗便是其中一種。這種百葉窗可以根據(jù)外界陽光的強弱自動開啟或閉合。然而，“神經(jīng)形態(tài)芯片”的出現(xiàn)又將會令相關研究在此基礎上實現(xiàn)進一步突破。比如，科學家們可以通過技術手段，將“神經(jīng)形態(tài)芯片”與傳感神經(jīng)形態(tài)元件(如視覺、聽覺等傳感神經(jīng)形態(tài)元件)等結(jié)合在一起，制造出能同周圍環(huán)境實時交互的復雜認知系統(tǒng)。

這種實時交互的認知系統(tǒng)有著廣泛的應用。比如，它可以與人造耳蝸或視網(wǎng)膜連接，幫助那些因腦部視覺、聽覺神經(jīng)區(qū)域受損而失明、失聰?shù)幕颊咧孬@視聽感覺;“神經(jīng)形態(tài)芯片”還可以應用于自動駕駛汽車的研發(fā)，并有助于制造出能與人進行互動溝通的、更加“聰明”的智能手機、電腦和電視等。

有朝一日，“賈維斯”們或許真會“走出”漫畫或電影，進入人們的生活中。