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美國(guó)普林斯頓大學(xué)科學(xué)家將鮮活的腦細(xì)胞與前沿電子技術(shù)巧妙融合，打造出一個(gè)3D計(jì)算裝置。該裝置可經(jīng)編程，學(xué)會(huì)辨識(shí)不同的模式。相關(guān)論文發(fā)表于新一期《自然·電子學(xué)》雜志。

團(tuán)隊(duì)運(yùn)用先進(jìn)制造工藝，以微細(xì)金屬絲和電極編織出一張3D網(wǎng)格，再用一層薄如蟬翼的環(huán)氧涂層輕柔承托。因?yàn)橥繉訕O薄，網(wǎng)格獲得了恰到好處的柔韌，能與周?chē)L(zhǎng)的柔軟神經(jīng)元“親密”相接。他們以這張網(wǎng)格為骨架，將數(shù)萬(wàn)個(gè)神經(jīng)元培育成龐大的立體網(wǎng)絡(luò)，用來(lái)執(zhí)行計(jì)算任務(wù)。

全新的集成方法使團(tuán)隊(duì)能以前所未有的精細(xì)尺度，記錄并調(diào)節(jié)神經(jīng)元的電活動(dòng)。在長(zhǎng)達(dá)6個(gè)多月的時(shí)間里，他們一直追蹤著這套系統(tǒng)的演化，嘗試增強(qiáng)或削弱關(guān)鍵神經(jīng)元之間的連接，最終訓(xùn)練出一種能準(zhǔn)確識(shí)別電脈沖模式的算法。

在一項(xiàng)測(cè)試中，系統(tǒng)面對(duì)成對(duì)輸入的不同空間模式；在另一項(xiàng)測(cè)試中，則分辨不同的時(shí)間模式。兩輪考驗(yàn)下來(lái)，系統(tǒng)均作出了精準(zhǔn)區(qū)分。團(tuán)隊(duì)希望，未來(lái)能將系統(tǒng)不斷拓展，以勝任日益復(fù)雜的任務(wù)。

這項(xiàng)研究的初衷，本是為了厘清神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域的一些基本問(wèn)題，但團(tuán)隊(duì)敏銳地意識(shí)到，它或許能揭示現(xiàn)代人工智能（AI）技術(shù)面臨的一個(gè)關(guān)鍵瓶頸——能源消耗。AI發(fā)展的真正桎梏是能耗，人腦執(zhí)行類(lèi)似任務(wù)時(shí)所消耗的能量，大約僅為當(dāng)今AI系統(tǒng)功耗的百萬(wàn)分之一。

最新開(kāi)發(fā)的這類(lèi)系統(tǒng)被稱作“3D生物神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”。團(tuán)隊(duì)強(qiáng)調(diào)，它不僅為揭示大腦的計(jì)算奧秘打開(kāi)了一扇窗，還有望幫助人們理解乃至治療神經(jīng)系統(tǒng)疾病。