科學家利用水和鹽類　創建第一台類人腦電腦

編譯／高晟鈞

烏特勒支大學的理論物理學家與韓國西江大學的實驗物理學家，一起成功建構了類似大腦的人工突觸。這種突觸與水和鹽類一起工作，並提供了第一個證據，證明使用與我們的大腦相同的介質系統可以處理複雜的資訊。

神經型態運算

為了提高傳統電腦的能源效率，科學家長期以來一直向人腦尋求靈感，希望透過各種方式模仿其非凡的能力。最後，這些研究結晶誕生出來的新概念被稱為──神經型態運算，又稱類腦計算。

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然而，與神經突觸大多使用水與溶解的鹽類離子來進行訊息傳輸不同，目前大多數電腦依舊依賴傳統的固體材料。因此，我們是否可以透過採用相同的媒介來更真實地模擬與複製大腦的運作模式，逐漸地成為科學家心中的一個疑問。

人工突觸

在《美國國家科學院院刊》上發表的最新研究中，科學家首次構建出一個尺寸為150 x 200微米的微小裝置，模仿神經突觸的行為，依賴水和鹽類作為系統處理複雜資訊的傳導物質。

儘管固體材料已經存在可以處理複雜資訊的人工突觸；然而，這項研究首次證明了，使用水與鹽類也可以完成這項壯舉，有效複製神經元的行為。

這種人工突觸被稱為「離子電子憶阻器」，由一個充滿水和鹽溶液的錐形微通道組成。接收到電脈衝後，液體內的離子會經由通道遷移，導致離子濃度改變。根據脈衝的強度（或持續時間），通道的電導率會自動進行調整，反映神經元之間連接的加強或減弱。

另一個發現是通道的長度影響濃度變化消散所需的持續時間。這表明可以定制通道以在不同的時間內保留和處理訊息，成功復刻了大腦神經突觸的行為機制。

向前一大步

作者Tim Kamasa強調，離子電子神經型態計算雖然經過了快速增長，但仍處於起步階段。儘管如此，我們依舊認為，與當今技術相比，這種型態的計算有望在效率與能耗方面都將更為優秀。

「這代表了電腦的重大進步，不僅能夠模仿人腦的通信模式，還是通過相同的媒介。也許這最終將為更忠實地複製人腦非凡能力的計算系統鋪平道路。」Tim總結到。

資料來源:ScitechDaily

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