复制大脑不再是科幻片的情节,三星成功研制人脑芯片,Ctrl c+v即可

电子芯技术 2021-09-27

三星大脑芯片存储芯片

2162 字丨阅读本文需 4 分钟

9月27日消息,韩国三星电子公司与美国哈佛大学的研究人员共同发表在《自然电子》(Nature Electronics)杂志上的论文中,介绍了模仿人类大脑设计芯片的新方法。

这篇论文的题目为《复制粘贴大脑的神经形态电子》,由三星电子高级技术研究院研究员、哈佛大学教授Ham Don-hee、哈佛大学教授Park Hong-kun、三星SDS首席执行官Hwang Sung-woo以及三星电子副会长金基南等人共同撰写。

论文中提出了一种方法,利用Ham Don-hee和Park Hong-kun开发的纳米电极阵列复制大脑神经元连接图,并将这张图粘贴到高密度的固态存储芯片三维网络上。

通过这种复制粘贴的方法,研究人员设想制造一种近似于大脑计算特性的存储芯片,它具有低功耗、易于学习、适应环境、自主性和认知能力等优点,而这些都是现有技术无法实现的。

据报道,人类的大脑包括不计其数的神经元,神经元之间有着复杂的网络连接,这个网络实现了大脑的功能。因此,如果要对人类大脑进行反向工程研究,则首先必须搞清楚神经元网络连接图。

据悉,神经形态工程技术诞生于上世纪80年代,这一技术的宗旨是在一个半导体芯片上模仿人类大脑神经网络的结构和功能。不过这是一个极具挑战的技术,时至今日,科学家尚未搞清楚有多少数量的神经元相互连接,构成了人类大脑的复杂功能。

面对这样的复杂挑战,神经形态工程学的目标后来做了调整,不再是通过一个芯片来模仿人类大脑,而是通过大脑功能的启示,开发出相关的芯片。

据悉,纳米电极可以进入到大量的大脑神经元中,可以利用其高度敏感性记录电流信号。这个庞大的细胞间并行记录系统可以获得神经网络地图的信息,发现神经元之间相互连接的方向,以及展示相互连接的强度。通过这些记录数据,科研人员可以提取出神经网络连接图。

上述网络连接图,随后可以粘贴到一个存储芯片构建的网络中。存储芯片可以是市面上固态硬盘使用的闪存,或是RRAM等更新的存储芯片。研究人员可以对存储芯片进行编程,让每一个芯片之间的传导性体现出大脑神经元连接的强度。

这篇论文还更进一步,提出了一种快速在存储芯片网络中拷贝神经网络连接图的策略。通过直接连接上述细胞间记录的电流信号,存储芯片网络可以学习并且表达出大脑神经网络连接图。换句话说,研究人员可以直接下载大脑神经网络连接图,拷贝到存储芯片中。

据估计,人类大脑拥有1000多亿个神经元,而所谓的“突触连接”的数量是神经元数量的1000多倍,因此能够复制大脑神经网络图的存储芯片,必须具备存储100万亿个虚拟神经元和突触数据的容量。

通过3D存储集成技术,上述庞大数量的存储芯片可以整合在一个单一芯片上。而三星电子目前就是3D存储集成技术的全球领先厂商。

从圣杯的传说开始,永生就一直是人们讨论的话题。除了大脑芯片,人类还想过很多实现永生的方法,其中最著名的就是数字人。

“永生”是中外科幻故事常见的议题,在《超验骇客》中,天才科学家威尔遭遇枪击,涂抹了放射性物质的子弹在慢慢销蚀了威尔的生命。于是他的妻子和好友把他的意识数据化后,上传到智能电脑中,威尔成功在虚拟世界中复生。

有些人甚至在死后进行低温冷冻,希望有一天科学发展到足以让他们复活的程度。还有些人则认为可以通过人类意识数据化进行复活。

人类是否可以被数字化并在基于计算机而存在和生存一直是争论的主题。到现在,从来没有人将这个想法从理论变成实践。

去年,一个由身份不明的个人组成的财团推出了Virternity,其既定目标是打造一个属于全人类的数字生活。

Virternity 说,这个数字世界将消除对我们和地球的物理限制,迎来一个全新的生存形式。

数字人

尽管对人类未来的进化进行了很多讨论和猜测,但也许没有人像这样认真对待它。在其起步阶段,Virternity 似乎关注推出一种新的数字货币 Virie,并提议通过该货币为其努力提供资金。

有趣的一点是,Virternity 的创建者非常具有隐秘性,以至于很少有人知道或知道他们到底是谁。他们的理由显然是为了防止受到政府或其他机构干扰。

最大的问题是,人类或任何生物是否有可能被数字化。

我们可以在数字中永生吗?

一些著名的科学家和神经外科医生认为,身体就是一切。如果可以以数字形式复制人类的大脑,那么剩下的就很容易了。不过,复制大脑并不是特别简单,他们提议包括制作数千个大脑的微薄切片并复制揭示的神经网络。

为此,需要建造一台可以制作这些切片的机器,然后需要找到志愿者,并在志愿者死亡之前制作并保存大脑切片。事实上,一家名为 Nectome的初创公司一直在提议通过这种做法来保存大脑切片,直到数字化技术成熟。

一个完整的人类,或者至少是他们大脑里面的内容,最终会被转移到一台电脑上,从而保持活力或者重生。人们虽然已经在老鼠身上进行了大脑的实验,但尚未实现将老鼠大脑整体数字化的突破。

未来会怎样

从可能数字化我们所有人的机制出发,数字永生能够给人类带来什么呢?Virternity 说,伟大的科学家和艺术家可以永远从事他们的专业工作,我们也永远不用再和所爱的人说再见。

对地球资源的需求将大幅减少,只需要满足必须以物质形式存在的少部分人的生存和计算机运转就可以了,地球也会会恢复到更自然的状态。我们自己将免于饥荒、瘟疫和疾病,可以过自己想要的生活,直到时间的尽头。

也许这些听起来像是令人钦佩的目标,一个乌托邦式的梦想。

但是,如果人类被释放到这个显然是数字化的世界,我们会建造一个数字天堂,还是在虚拟世界再次复制一个数字地狱?

Virternity将是第一个完全沉浸式的尝试,用纯数字现实取代物理现实。一旦数字化,可能就没有回头路了。

我们可以在数字中永生吗?

同时,另一个重要的问题也出现了。我们需要多少计算能力才能运行Virternity。它的基础是什么?我们如何确保没有人会吧我们赖以生存的电脑关机、重启,或者按下删除键?

也许这些问题永远不会被 Virternity 回答,或者至少不会像以前那样回答。也许新的凤凰会从他们的灰烬中出现,或者其他人会接过火炬。但现在看来,我们将不得不等待数字乌托邦成为事实而不是虚构。

也许这些问题永远不会得到答案。

文章来源: 探密人,EDN

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