科學家創造出人工大腦連接 智能機器或能像人腦那樣學習

——科學家創造了能夠像人腦那樣學習的人工大腦連接

l 電子神經元突觸基於接收的信號改變自身組成

l 突觸使用得越多，越能增強大腦信號

l 人類大腦突觸機理與此相同，這也是人類學習的根基

l 研究人員稱，有朝一日神經元可能構造成可學習的人造大腦

作者：哈利·佩蒂特（Harry Pettit）

譯者：文飛

一個機器人，可以自主學習，自主運作，而不需要任何人類的幫助——這聽起來像是最新科幻大片的場景。科學家走出了把它變為現實的重要一步，創造了可以自主學習的第一個人造大腦連接。這項具有破冰意義的研究，代表著走向智能機器的一大進展：機器將可以無需人類的輸入而進行學習。

由位於巴黎的法國國家科學研究中心（French National Centre for Scientific Research，CNRS）的科學家領導的國際研究團隊創建了這種人工連接（突觸）。突觸根據何種「大腦信號」被觸發對應修改自身組成。重度使用之下，它可以進行適配調降電阻，使信號通路更快更有效率。研究人員認為，利用這一技術，有朝一日可以構造像人腦一樣學習的人工智慧。

重要之處在於，科學家可以將學習設備「定型」，這意味著可以預測它對信號的反應。這在以往的機器學習研究中從未實現過。

大腦的學習過程與神經元之間的連接——突觸有關。研究人員在論文中寫道，「在大腦中，學習是通過突觸重新配置神經元連接的強度來實現的。信息通過可以變動連接強度的突觸在神經元間流動。突觸強度的總體分布，為神經網路提供了記憶能力。」

受到這種自然機理的啟發，研究人員設計了人工突觸，將其稱作「憶阻器（memristor）」。這個微小的電子部件由夾在兩個電極之間的薄層材料組成。薄層對電信號的電阻使用與神經元類似的電壓脈衝進行調校。如果電阻設置較低，則突觸連接將很強，而如果電阻設置為高，則連接將變弱。這種適配電阻的能力使得突觸可以「學習」。

儘管關於人工突觸的研究對很多機器人實驗機構是中心議題，但這類設備的運作仍然存在廣泛的未知。通過針對人類大腦的長期研究，研究人員希望得到啟發，創造可以學習的智能機器。這種原理已經以演算法的形式在計算機中實際應用，用於完成比如圖像識別這樣的特定任務。這些演算法，被諸如Facebook這樣的公司用於照片識別。

但是這一過程耗能甚巨，研究人員正在探尋找到更有效率的方法，創造能夠學會學習的機器。

受到人類大腦的長期研究啟發，研究人員企圖創建一個可以學習的智能機器。「終結者」電影（Terminator，如圖所示）中的機器學會了自身更新和修復，起而反叛人類。

電子突觸的藝術化形象：表示電子的粒子通過突觸循回往複，就像人類大腦中神經遞質（neurotransmitters）的角色。電子流由電壓脈衝控制，類似於生物腦信號的運作。

人類技能和知識是通過重複練習而構建的，這種重複練習增強了大腦的神經元連接。研究人員現已構建出一種類似機制的人工突觸，可基於接收信號改變自身組成。

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