三星與哈佛大學提出論文,藉反向工程於記憶體複製人類大腦

作者 | 發布日期 2021 年 09 月 27 日 16:30 | 分類 Samsung , 尖端科技 , 晶片 Telegram share ! follow us in feedly


日前南韓三星研究團隊和美國哈佛大學共同發表論文,提出新方法,準備於記憶體反向工程,複製人類大腦。

三星新聞稿表示,論文發表於科技期刊《自然‧電子學》(Nature Electronics),標題為《基於複製和黏貼大腦的神經形態電子》。作者包括三星高級技術研究院研究員、美國哈佛大學教授 Ham Don-hee 及 Park Hong-kun,還有三星 SDS 公司執行長及三星電子副董事長等。

研究人員指出,利用奈米電極陣列拷貝人類大腦神經網路,之後將拷貝圖像黏貼到記憶體上,建構成高密度 3D 網路。論文作者希望創造記憶體模仿人類大腦的計算特性,如低功耗、快速學習過程、環境適應性、自動化和認知特性等,目前此技術超越現有人類科研成果。

人類大腦包括無數神經元,神經元間有複雜網路連接,建構成人類大腦。如果要反向工程人類大腦,首先必須清楚神經元網路連接結構。神經形態工程技術誕生於 1980 年代,宗旨是在半導體晶片模仿人類大腦神經網路結構和功能。不過這是極具挑戰的技術,時至今日科學家都尚未清楚有多少神經元連接,最後建構成人類大腦。

神經形態工程學後來調整目標,不再透過晶片模仿人類大腦,而是透過大腦功能啟示開發晶片。但三星電子和哈佛大學提出另一種方法,可回到大腦反向工程的神經形態學最初目標。也就是藉由奈米電極進入大量大腦神經元,利用高度敏感性記錄電流訊號,讓龐大細胞並行記錄系統獲得神經網路圖像資訊,發現神經元相互連接的方向,以及展示相互連接的強度。獲得答案後,研究員可提取神經網路圖像。

有神經網路圖像後,藉黏貼到記憶體構建神經元網路。記憶體會是以市面固態硬碟使用的 NAND Flash,或 RRAM 等更新記憶體。研究員可程式化記憶體,讓每個晶片的傳導性展現大腦神經元連接的強度狀態。據估計,人類大腦有 1,000 多億個神經元,所謂「突觸連接」數量又是神經元數量 1,000 多倍。要能複製大腦神經網路的記憶體必須具存儲 100 兆個虛擬神經元和突觸數據。目前來說,藉由 3D 堆疊技術,龐大容量的記憶體可整合到單一晶片。

三星強調,論文作者之一哈佛大學教授 Ham Don-hee 表示,此研究願景遠大,如果朝這英雄般目標前進,將同時發展機器學習、神經科學和半導體等技術。

(首圖來源:三星)