美科学家模拟猫脑结构研发新型计算机

本报讯据美国物理学家组织网报道，猫能够比超级计算机更快速有效地识别出人脸。据此，美国科学家正在模仿猫脑的工作原理建造一台计算机，其方法和自然建造大脑一样，使用了完全不同于传统计算机的算法。

美国密歇根大学电子工程与计算机科学系助理教授卢伟之前已研发出了模拟大脑突触的忆阻器电路。现在，他又前进了一步，证明了其研发的忆阻器能够连接传统的电路，并支持生物系统的记忆和学习过程，该研究出版在最新一期的《纳米快报》网络版上。

卢伟表示，目前最复杂的超级计算机是拥有14万个中央处理器的“庞然大物”，并且需要不断给它提供能量，尽管如此，其运行速度仍然比猫脑慢83%。

在哺乳动物的大脑中，神经元通过突触相互接触并借以传递信息。最重要的是，突触能够根据神经元产生的电信号的强度和时间点来记住这些通道，因而让大脑具有记忆能力。

传统计算机的逻辑和记忆功能被设置在电路的不同部分，并且每个计算单元仅仅同电路上的一些“邻居”相联系，因此，传统电脑采用线性模式逐条执行代码，只能完成一些由有限变量组成的简单任务。而包括猫在内的许多动物的大脑能同时执行多个任务，因而能快速识别出人脸。

卢伟用一个忆阻器连接了两个电路。他已经证明，这套系统具有“时序依赖型可塑性”，能够记忆和学习。“时序依赖型可塑性”指当神经元相互关联时，具有连接起来后变得更加强大的能力。科学家认为，“时序依赖型可塑性”是哺乳动物的大脑形成记忆和学习的基础。

卢伟表示，下一步是建立一个更大的系统，让一个两升容器大小的机器获得超级计算机拥有的复杂性，最终目标是研制出一种具有革命性的机器，其不仅能够学习和识别，还能够做出复杂的决定，并且同时执行多个任务，效率远比传统计算机高。

卢伟说，模拟猫脑的计算机应该具有猫的智力，如果任务是在一间堆满家具的房子里，找到从前门通往沙发的最短距离，传统计算机能够完成这个任务。但如果有人移动了沙发，传统计算机就无法作出相应调整，找到一条新路，科学家希望模拟猫脑的电脑能够做到这一点。（刘霞）