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Ham|哈佛、三星联合发文提出类脑芯片：“复制粘贴”大脑连接图谱( 二 )

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在当前技术限制下 ， 作者们认为 ， 构建一个具有独特计算能力 ， 以及最终具有自主和认知的自然神经网络电路从根本上受到了挑战 ， 而提供类似大脑的智能的硅芯片仍然是一个遥远的前景 。

Ham|哈佛、三星联合发文提出类脑芯片：“复制粘贴”大脑连接图谱
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作者们提出的愿景的精髓可以总结为“复制”和“粘贴”两个词 。 他们提出 ， 利用Donhee Ham和Hongkun Park团队开发的CMOS纳米电极阵列（CMOS nanoelectrode array ， CNEA）“复制”大脑神经元连接图 ， 并将其“粘贴”到三星电子的高密度三维固态存储网络上 。
上述CMOS纳米电极阵列由哈佛大学研究团队此前完成 ， 去年 ， 该项研究发表于《自然·生物医学工程》 。 研究团队在半导体芯片上加工出了4096个记录和刺激电极的CMOS纳米电极阵列 ， 芯片上还有4096个电子通道 ， 可以同时记录数千个神经元的突触连接 。
研究团队称 ， 该纳米电极阵列能有效地进入大量神经元 ， 高灵敏度地记录神经元电信号 。 这些大量并行的细胞内信号记录可以为神经元连接图提供信息 。 因此 ， 可以从这些记录中提取或“复制”神经元连接图谱 。
“复制”完成后 ， 研究团队设想 ， 可以将神经元连接图“粘贴”到非易失性存储器（NVM）中 ， 比如我们日常生活中使用的固态硬盘(SSD)的闪存 ， 或“新”存储器 ， 如电阻随机存取存储器(RRAM)等 。 作者们认为 ， 这些存储芯片均可用作存储网络载体 。
更进一步的是 ， 作者们在这篇论文中还提出了一种快速将神经元连接图“粘贴”到存储网络上的策略 。 他们提出 ， 由特殊设计的非易失性存储器组成的网络 ， 在细胞内记录信号的直接驱动下 ， 可以学习和表达神经元连接图 。 这是一种直接将大脑神经元连接图下载到内存芯片上的方案 。
作者们同时指出 ， 人类大脑估计至少有1000亿个神经元 ， 而它们形成的突触连接更是神经元数量的1000倍以上 。 因此 ， 最终用于“复制”的神经形态芯片 ， 将具备存储100万亿个虚拟神经元和突触数据的容量 。
三星电子方面称 ， 三星电子主导的“3D集成技术”开创了存储器产业的新时代 ， 可以使得在一个芯片上集成如此多的存储芯片成为可能 。 三星电子计划 ， 利用在半导体制造领域的领先经验 ， 继续进行神经工学研究 ， 以扩大在下一代人工智能半导体领域的领先地位 。
Donhee Ham表示 ， “我们提出的愿景非常宏大 ， 但朝着这样一个宏伟的目标努力 ， 我们将推动机器智能、神经科学和半导体技术的边界 。 ”

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