美國研究人員日前發明了一種基于人腦構造設計的全新芯片電路板“Neurogrid”。據悉，Neurogrid能夠模擬人腦中的100萬個神經元和數十億個突觸連接，而其運算速度已經達到了現有普通電腦的9000倍之巨。然而，同人類大腦的運算速度相比，即便是Neurogrid也依舊相去甚遠。

斯坦福大學生物工程學副教授夸貝納-波爾翰（Kwabena Boahen）在國際頂級期刊《電氣與電子工程師協會會刊》（IEEE）上表示，這一全新產品相比傳統模擬人腦運算電腦的速度提高了許多，但其耗電量卻僅為后者的四萬分之一。

“從單純能耗的角度出發，人類大腦的運算方式非常難以模擬。”波爾翰說道。

然而，波爾翰以及美國和歐洲的研發團隊已經通過使用硅晶體以及軟件模擬出了人類大腦的神經元構造。

據悉，這個所謂的Neurogrid電路板由16塊特制的“神經內核（Neurocore）”芯片組成，且每塊芯片上都有超過65536個“硅神經元”，這些神經元可以通過80個參數進行編程以模擬出不同類型的神經元。而且，這16塊芯片模擬出人腦1秒鐘內的活動內容僅需1秒時間。

就外觀而言，Neurogrid電路板大小與iPad相當，但其所能夠模擬的人腦運算能力相比其他類似模擬芯片要高出許多，而功耗比也十分驚人。據悉，美國國立衛生研究院(The National Institutes of Health)為這一項目給予了資金支持，并在Neurogrid電路板原型問世后為其授予了先鋒獎(Pioneer Award)進行表彰。

目前，貝納-波爾翰已經將自己的工作重點放在了Neurogrid的應用和成本控制方面。他希望通過編寫電腦軟件的方式使那些不具備神經學知識的電腦工程師也能夠利用Neurogrid來解決部分問題，其中就包括控制機器人手臂等工作。

據悉，波爾翰目前正在同其他一些斯坦福大學研究人員開發一種可以通過Neurogrid芯片控制的假肢。

“我們需要了解大腦是如何運作的才能對此展開編程，因此那些不具備神經學知識背景的用戶也能輕松使用這一產品。”波爾翰說道。當前，每一塊Neurogrid電路板的售價高達4萬美元，但波爾翰相信這一產品的開發成本有望通過現代大規模生產流程而迎來大幅下降，甚至下探至400美元的價格區間。

然而，盡管Neurogrid的能效比相比一臺模擬100萬個神經元的個人電腦提高了許多，但其依舊無法同我們的大腦相提并論。“人腦內神經元數量是Neurogrid的8萬倍，而耗能僅為其三分之一。對于神經學領域的工程師們來說，他們所面臨的最終挑戰就是在提供更好配置性和規模的同時擁有類似于人腦一般的超高能耗比。”波爾翰最后說道。