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科学家首次成功研发用意念控制动作的微芯片

时间:2019-08-10 16:31:51 来源:互联网 阅读:4次

近日消息,美国科学网站报道,瑞士和美国的神经信息学研究人员携手,首次成功研制出一种新奇的,能够实时模拟大脑处理信息的过程。研究将有助于科学家们制造出能同周围环境实时交互的认知系统。

做到这一点面临的主要挑战,是配置由人造神经元组成的网络,让其能执行特定的任务。瑞士科学家现在已经成功地攻克了这一难关,他们研发出一种神经形态系统,能够实时执行复杂的感觉运动任务,并借用这一系统,演示了一个需要短期记忆以及前因后果的决策任务,这一任务对于认知测试不可或缺。

在演示过程中,他们将这种人造神经元合并成能执行神经处理模块的网络,这些处理模块与所谓的 有限状态机 一样,能够将行为用公式表示出来,因此能采用一种自动化的方式,将其转移到神经形态硬件内。 有限状态机 是一个数学概念,用来描述逻辑过程或者计算机程序。因迪韦里说: 这种网络连接模式与哺乳动物大脑内发现的结构非常类似。

这是科学家们首次演示如何构造出这种实时的硬件神经处理系统。因迪韦里总结道: 我们采用新方法研制出的神经形态芯片可以像 变形金刚 一样,构造出不同类型的行为模式。新研究对研发出新的脑启发技术至关重要。 例如,科学家们可以借用这一技术,将芯片同传感神经形态元件(例如人造耳蜗或视网膜)结合在一起,制造出复杂的能同周围环境实时交互的认知系统。

由于神经形态芯片可以实时处理输入的信息并作出回应,有关专家认为这项技术将有望走向实用化,从而允许机器人在复杂环境中,在不受人类远程遥控的情况下实现自动作业。

这项技术的采用还将有望在未来让计算机能够在有部件损坏的情况下继续运作,就像人类的大脑那样,每天损失数以百万计的脑细胞,但是其整体的思维能力却仍然继续正常运转。

大脑 发功 :收邮件、玩游戏、调电视

美国布朗大学神经动力学专家约翰 多诺古教授历经10多年苦心研究,开发出了一套名为 大脑之门 (BrainGate)的仿生系统。他首先将一块4毫米见方的电子芯片植入瘫痪患者大脑运动皮层的中央前回处,因为这里的大脑皮层控制着全身肢体的运动。然后,他开始训练患者借助意念完成各项动作。

大脑之门 系统的工作原理是:当患者开始想像自己运动时,芯片上总共100枚比头发丝还细、1毫米长的电子传感器将大脑发出的脉冲信号记录下来,然后通过一根根细小的导线传输到镶嵌在患者头皮内的一块一英寸大小的钛基座上,再将脉冲信号通过导线传输给电脑,电脑将信号转换成动作指令,由一个个电子装置去执行。

多诺古教授表示:即使脊髓受损,大脑中的运动信号仍然能够被记录和发送至大脑外,并且可以被解码成控制信号。在获得这一发现后,他们在实验室内研究和测试了这种装置,决定将这一装置试用到瘫痪者身上。

     
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