只占人體總重 2% 的大腦，卻能消耗高達 20% 能量，雖然它無疑是最耗能的器官，但能源效率及資訊處理效能表現卻是最頂尖人工智慧技術也難望項背。日本國家材料科學研究所（NIMS）及東京理科大學共組團隊，最近開發出能實現「類腦」資訊處理能力的 AI 元件，讓 AI 元件效能、功耗、精度與應用性取得指數性提升與突破。
科學家認為 AI 技術專用電腦運算與能效仍遠遠不及人類大腦的最主要原因，在於大腦發生的「混沌邊緣」（Edge-of-Chaos）狀態未能整合到電腦。科學界莫不致力透過許多微型元件組成的大型積體電路開發能再現混沌邊緣狀態的硬體。儘管挑戰重重，類腦運算已成為熱門顯學。
NIMS 及理科大研究團隊最近在鋰離子導電性固體電解質薄膜／鑽石薄膜介面，使用離子電子耦合動力學重現大腦混沌邊緣狀態，成功開發具高資訊處理效能的 AI 元件。工作模型與電雙層（Electric Double Layer）電晶體相同，也就是電阻隨著電雙層充放電狀態變化而變化。
元件能觸發混沌邊緣狀態，產生類似大腦突觸反應之突波和鬆弛模式的電反應，進而高效處理資訊。元件並能將波形輸出訊號轉換成不同訊號，精確度是其他類似小型 AI 元件 6 倍，展現出全球 AI 元件最高效能。
總之，科學家運用全新奈米級技術開發包括節能邊緣 AI 元件等實用高效小型 AI 元件，可與各種感測器結合，打造智慧手錶、監控攝影機、語音辨識系統，以及其他支援醫療、災難準備、製造及安全等廣泛應用領域的技術。
（首圖來源：東京理科大學）
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