在我們人類文明的發展史中,機器的出現無疑是里程碑式的事件,時至今日,人類和機器的邊界正在模糊,我們早已不滿足于只是簡單地操作和使用機器,而是在嘗試將自身與機器直接聯系在一起,而這一切,少不了人工神經元的幫助。
簡單來講,人工神經元就是一種模擬生物神經元的人造器件,它們可以作為聯系人類和機器的紐帶。
![]()
就目前的情況來看,傳統的人工神經元有一個缺陷,那就是它們需要比生物神經元高得多的電壓和功率來工作,科學家將其形象地形容為,對于生物神經元來講,人工神經元發出的電信號就像是“大聲吼叫”。
想象一下,假如有一個人在你身邊用“大聲吼叫”的方式與你交流,你受不受得了?同樣的道理,生物神經元也很難對此做出自然的反應。
另一方面,對于人工神經元來講,生物神經元發出的電信號又太過微弱,以至于我們不得不對其進行增強處理,才可以讓人工神經元“聽”得清楚。
可以看到,這樣的缺陷就使得傳統的人工神經元很難與生物神經元自然地“交流”。也正因為如此,科學家也一直在致力解決這方面的問題。
![]()
近日,來自馬薩諸塞大學阿默斯特分校的一個研究團隊在《自然·通訊》上發表成果稱,他們研發出一種全新的人工神經元,能夠與生物神經元進行“竊竊私語”般的自然交流。
據了解,這種人工神經元能在與生物神經元相同的電壓范圍(約0.1伏特)內收發信號,功耗也非常接近,也就是說,兩者間的“交流”能在一個平等的能量級別上展開,不再有高低之分。
這是怎么做到的呢?我們都知道,傳統的電子元件主要是用硅做的,這些東西又硬又脆,而且非常怕水,而生物的體內,卻是一種潮濕的“水世界”,這就對硅基芯片形成了嚴峻的考驗。
![]()
為了解決這個難題,此次研究把目光投向了生物世界,科學家利用一種特殊的細菌——硫還原地桿菌(Geobacter sulfurreducens),培養出了一種被稱為“蛋白質納米線”的材料。
這些納米線其實就是由蛋白質構成的納米級導線,科學家認為,因為它們是蛋白質,所以天生就具有良好的生物相容性,能夠在生物體內的潮濕環境中穩定工作,還不容易引起強烈的排異反應。
而在對其進行測試后,科學家驚訝地發現,它們的導電性能出奇的好,足以傳遞神經元之間那種微弱的電信號。
正是靠著這種從細菌那里“借”來的神奇材料,科學家才得以打造出如此低功耗、高效率的人造神經元,讓它能夠真正地融入生物環境,與生物神經元自然地交流。
![]()
可以看到,這種人工神經元的出現,無疑讓人類和機器的邊界進一步模糊,科學家認為,由于其良好的生物相容性,還非常節能,并且還不需要傳統的信號放大裝置,所以其應用前景非常廣闊。
近一點來看,如果我們將其應用于可穿戴設備(如智能手表、健康手環等),就可以將它們做得又小又輕,續航時間也會大幅延長。
如果我們將其應用于智能假肢,我們就可以讓設備與人體的神經末梢建立起更好的連接,進而賦予使用者更真實的觸感,讓動作控制更加細膩、自然,就像是重新擁有了“感覺”的肢體。
![]()
而從更長遠的角度看,這項技術在腦機接口領域的潛力更為驚人。它有望讓人類大腦與機器之間實現順暢而高效的信息交互,使思維能夠直接驅動設備,甚至讓機器成為人類感知與意識的延伸。屆時,機器也許將不再只是外部的“工具”,而會逐漸融入人類自身,成為人類身體與智慧的一部分。
當然,要讓人工神經元真正走出實驗室,進入日常生活,還有許多技術難題需要解決,就目前而言,這一切仍然需要時間。
特別聲明:以上內容(如有圖片或視頻亦包括在內)為自媒體平臺“網易號”用戶上傳并發布,本平臺僅提供信息存儲服務。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.