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    三星電子發表「複製及粘貼」人腦到晶片研究計劃

    Mickey Chan
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    三星電子剛公布與哈佛大學合作研究,將人類大腦複製並粘貼到神經形態晶片上,目標是研究出利用納米電極陣列來讀取神經細胞的構造,然後複製到晶片上的技術。這項個研究構想的論文已經於 9 月 23 日刊載在科學雜誌《 Nature Electronics 》上。

    在晶片上模仿人腦結構和功能的「神經形態工程」始於上世紀 80 年代,不過人們對神經細胞如何連接起來以創建大腦高級功能所知甚少。所以「神經形態工程」的目標被簡化為受腦部的構造「啟發」來設計晶片,而不是嚴格模倣它。

    而今次研究團隊就開發出一種 CMOS 納米電極陣列,可以將大腦神經元的電流訊號以高感敏度紀錄下來,並且拷貝配置及連接狀態,這就可以記錄神經元的連接位置和連接強度,將神經元的「配線圖」拷貝出來,將它「粘貼」到 SSD 之類非揮發性記憶體的網絡裡。除了 SSD 之外,將來還打算粘貼到新一代的記憶體如電阻式隨機存取記憶體 RRAM 裡,透過對每一個記憶體進行編程,使其電導率能反映「神經元配線圖」中每個神經元連接的強度。

    現時推測人類大腦有約 1,000 億個神經元,並有 1,000 倍以上神經突觸,所以要以晶片來完全複製人腦,估計就要約 100 兆粒記憶單元。三星指只有使用他們領先的記憶體 3D 集成技術,才能將這麼龐大數量的記憶單元整合在單一晶片上。三星現正開發採用記憶體 3D 集成技術的高密度記憶體。

    (附圖為放在 CMOS 納米電極陣列上的老鼠神經元)

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