Page 222 - 信息的脉络

·信息的脉络·
经编码的规律也在逐步被发现，已经可以支持接近键盘速度的脑机通信，但双向
脑机通信还很困难，需要更加耐心地进行神经科学的基础研究。
在商业上看来，根据专业机构 Gartner 的预测，未来 3~5 年，脑机接口技术将

达到期望的峰值，但在期望的峰值之后，每一项新技术都会受到“死亡谷”的考验，
它能否从“死亡谷”里再走出来，如果能顺利地闯过去，脑机接口或许真的会改

变人类进化的未来，创造新一代的星球智能！
在未来，人脑与机器紧密融合在一起，成为 Homo Deus（超级人类），但这
是人类所期望的归宿吗？

类脑计算

通过模仿人脑建造接近乃至超越人类智能的机器是人类的一个朴素理念，也
是科学家解决计算机计算能力限制的主要方向之一。与现有计算机相比，人类大
脑具有明显优势。一是人类大脑的功耗低，仅有 20 瓦左右，远远低于现有的计算

系统；二是人类大脑的容错性强，即使少部分神经元死亡，对大脑的整体功能影
响不大；三是人类大脑对信息的并行处理能力强，分布于大脑各处的数百亿神经

元可同时对信息进行分析处理；四是人类大脑神经网络的可塑性好，可根据环境
变化进行自我学习与进化。
如果能在芯片上模拟人类大脑，构建一个硅基类脑芯片，必然可以系统提升

计算机的整体能力。类脑芯片主要负责模拟大脑神经元的功能特性、信号传递和
学习方式，让计算机在低电能消耗情况下完成感知、学习、记忆、决策等智能任务。

研制理想的类脑芯片，需要在多个学科中寻找突破口。例如，从材料层面探
索类生物物质、从器件层面构造神经元与突触、从电路层面实现神经网络的连接、
从算法层面研究大脑的思考能力等。目前，类脑芯片研究有 3 个主攻方向：

◆寻找工作行为特性与大脑神经元相似的纳米器件。类脑芯片由大量纳米级
的电子器件组成，这些纳米器件每个仅几十纳米到几百纳米大小。现在发现的一

种叫忆阻器的纳米器件，其纳米夹层中的离子运动可以改变器件的工作状态，这
与大脑神经元及突触细胞膜中所包含的离子通道的作用相似。还有些忆阻器可以

一直保持这样的工作状态，即使断电了也不会丢失，就跟人的记忆一样。
◆设计适合类脑芯片的新型计算体系架构。有了上亿甚至上百亿个类脑纳米

器件后，还要使它们都按照人们需要的行为模式协同工作，即要形成与类脑芯片
运行相匹配的体系架构。目前最常见的计算芯片（CPU）均是在冯·诺伊曼体系

• 206 •