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美研發(fā)“光子神經(jīng)元”運算系統(tǒng)
2011-7-23 閱讀(598)
據(jù)美國物理學(xué)家組織網(wǎng)7月19日報道,，美國普林斯頓大學(xué)和航空與國防技術(shù)公司洛克希德·馬丁公司合作,，正在進(jìn)行一項名為“光子神經(jīng)元”（photonic neuron）的計劃，旨在用一種光纖計算設(shè)備模擬腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的運算模式,，開發(fā)出一種幾乎瞬間就能作出決策的數(shù)字系統(tǒng),。
該計劃開始于2008年，由普林斯頓電學(xué)工程教授鮑爾·布拉克諾和洛克希德·馬丁公司先進(jìn)技術(shù)實驗室基礎(chǔ)工程師,、神經(jīng)科學(xué)家大衛(wèi)·羅森布魯斯領(lǐng)導(dǎo),。
無論是大腦中的還是外圍神經(jīng)系統(tǒng)中的神經(jīng)元，都和其他神經(jīng)元互相連接,，通過電脈沖彼此溝通,。神經(jīng)元接收到一個電脈沖，然后決定是否發(fā)出自身信號,，把信息傳給余下的網(wǎng)絡(luò),。這就是神經(jīng)計算的基礎(chǔ),。
在緊急時刻，人或動物都要迅速作出決策：如一只瞪羚被一只非洲獵豹追逐時,，必須在瞬間決定向左跑還是向右跑,；面對飛過來的棒球，棒球選手也必須在幾分之一秒內(nèi)根據(jù)各種跡象判斷如何揮擊,。這種腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在生死關(guān)頭的剎那計算,，為光子計算的工作原理提供了線索。
“我們正在把各種典型的神經(jīng)信息處理方式,，如學(xué)習(xí),、抑制行為轉(zhuǎn)移到光纖電路中，但這不是在努力復(fù)制大腦中的東西,，而是模擬大腦中的運算,，并以計算機(jī)的純數(shù)字系統(tǒng)方式實現(xiàn)。”羅森布魯斯說,。
此外,，研究人員也一直在尋找突破電路本身速度限制的方法。如果使用電流,，信息處理速度還要受導(dǎo)線電阻這一*限制,，如果不用電導(dǎo)線而用光纖，信息就能以接近光速傳播,。在傳統(tǒng)光纖通訊中,，只在遠(yuǎn)距傳輸過程中以光的形式傳輸信息，到達(dá)目的地后還要經(jīng)過信息轉(zhuǎn)換過程將光子信息轉(zhuǎn)換為電子來處理,。而在新實驗中,，仍以光代碼形式來處理信息，這要比用電流快得多,。
盡管模擬神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的運算模型和光纖網(wǎng)絡(luò)所用的有很多不同的變量,，但它們在整體方程上非常相似。“當(dāng)我們輸入方程后,，它們確實能運行起來,。”布拉克諾說。
研究人員指出,，借用神經(jīng)電路的計算概念,，是為了突出它能幫助人們和組織機(jī)構(gòu)作出超快決策,。如果該項目成功,，會讓計算機(jī)幾乎瞬間就能完成計算。比如在危急時刻,，能通過無線電信號找出恐怖分子,，讓噴氣機(jī)決定是否彈出駕駛員；還能迅速處理大量數(shù)據(jù),，比如通過視頻信號操縱無人駕駛汽車,，審查基因數(shù)據(jù)找出對抗疾病的線索等
