能够思维的“计算机”

能够思维的“计算机”

人脑有140亿个神经元及10亿多个神经节，每个神经元都与数千个神经元交叉相联，它的作用都相当于一台微型电脑。人脑总体运行速度相当于每秒1000万亿次的电脑具有的功能。

人脑是最完美的信息处理系统。从信息处理的角度对人脑进行研究，并研制出像人脑一样能够“思维”的计算机，一直是科学家的梦想。20世纪80年代初，在美国、日本，接着在中国，都掀起了一股研究神经网络理论和神经计算机的热潮。

用许多微处理机模仿人脑的神经元结构，采用类似人脑的结构设计就构成了神经电脑。神经电脑除有许多处理器外，还有类似神经的节点，每个节点又与其他许多节点相连。若把每一步运算分配给每台微处理器，它们同时运算，其信息处理速度和智能会大大提高。科学家预计，将来，有了利用纳米技术制造的超级计算机，完全有可能模拟出具有人类智能的电脑。这种电脑又被称作人工大脑。

对于德国神经科学家彼得·佛雷莫兹来说，研制神经计算机这一目标稍嫌远了点。他正致力于研究如何使生物有机体和硅芯片结合起来，用以研究神经元的自学习和记忆。

去年，佛雷莫兹领导的研究小组把两个蜗牛神经元固定在硅芯片的中间，看起来像在芯片上刻蚀出的尖状“篱笆”圈住了神经元。在以后的两天时间里，两个蜗牛的神经元长出突触，彼此连接到一起，相互间还能够交换电信号，或与芯片上的电极交换电信号。

神经元的连接使佛雷莫兹明确地看到细胞是怎样回应这些电信号的。伴随着更多的神经元的采用，他计划研究神经网络的物理变化与记忆的存储问题。佛雷莫兹说:“我们有最基本的部件，它们能把数字电子元件和神经网络结合起来。下一步的工作是让硅芯片上有更多的神经元。目标是创造一个小型的自学习网络。”美国杜克大学的科学家正在研制一种“猴脑计算机”。他们想了解并开发出服务于瘫痪者的神经弥补术。目前，他的研究小组正试验让猴脑发出信号来控制一个机器人的手臂。当猴子伸手抓取食物时，在它的脑皮层中埋植着的微电极就会读取神经信号。计算机分析这些信号，辨别大脑活动的模式，预知猴子上肢的运动方向，从而引导机器人的手臂运动。试验中，当猴子移动自己的上肢时，机器人的手臂也随着一起移动，动作协调得令人称奇。

进行这个试验的科学家认为，将来人脑也许能用导线跟外部其他的人脑或计算机连接起来，可以直接传送信号和接收反馈。利用这种技术可以创造出虚拟现实系统。在这样的系统里，登陆火星的宇航员在离开地球前，他们的大脑就能学会如何对付火星上的重力问题。

俄罗斯科学家也进行了模仿人脑的研究，并于2阗r年研制出第一个人造脑:具有人脑一样智慧的“神经电脑”。

俄科学家瓦利采夫说，俄罗斯的新式电脑模仿脑细胞(或称神经元)的运作方式，采用神经生理学和神经形态学的最新发现，超越过去的脑模型，制造出真正会思考的机器。但他警告说，这个科学突破也有其潜在危险，他说，新式人工脑如果处理失当会变成科学怪物。他说:“这个机器必须像新生儿一样接受训练。使它成为我们的朋友而不是罪犯或敌人，这是非常重要的。”

日本科学家已开发出制造神经电脑需要的大规模集成电路芯片，在1.5平方厘米的硅片上可设置4印万个神经元和4万个神经节，这种芯片能实现每秒2亿次的运算速度。富士通研究所开发的神经电脑，每秒更新数据速度近千亿次。日本电气公司推出一种神经网络声音识别系统，能够识别出入的声音，正确率达99.8%。美国研究出由左脑和右脑两个神经块连接而成的神经电脑。右脑为经验功能部分，有1万多个神经元，适用于图像识别;左脑为识别功能部分，含有100万个神经元，用于存储单词和语法规则。现在，纽约、迈阿密和伦敦的飞机场已经用神经电脑来检查爆炸物，每小时可查600～700件行李，检出率为95%，误差率为2%。

神经电脑将会广泛应用于各领域。它能识别文字、符号、图形、语言以及声纳和雷达收到的信号，判读支票，对市场进行估计，分析新产品，进行医学诊断，控制智能机器人，实现汽车自动驾驶和飞行器自动驾驶，发现、识别军事目标，进行智能决策和智能指挥等。