馬薩諸塞大學開發出一種人工神經元,其電活動與天然腦細胞相匹配。創新是該團隊首次利用產電細菌產生的蛋白質納米線進行研究。這種新方法可以為旨在提高生活效率的計算機開闢道路,並且可以直接連接到生物結構。
“我們的大腦處理大量數據,”馬薩諸塞大學阿默斯特分校和計算機工程系的學生 Shuai Fu 說道。 自然通訊。 “但使用它的電量非常低,特別是與運行大型語言模型(例如狗)所需的電量相比。”
人體以極高的電氣效率工作——比典型的計算機電路高 100 倍以上。大腦只包括在全身發送和接收電信號的特殊細胞。完成諸如寫故事之類的任務僅消耗了人腦約 20 瓦的電量,而大型語言模型可能需要超過 1 兆瓦的電量。
工程師們長期以來一直在尋找能量來設計更高效的人工神經元,但他們的緊張一直是連接生物水平的巨大障礙。 “之前版本的人工神經元使用的張力比我們創造的多 10 倍,”Umass Amherst 和 Paper 的老作者老師 June 說。因此,早期的設計效率要高得多,並且無法直接連接到對更強的電信號敏感的活神經元。
“我們的神經元只記錄了 0.1 伏,與我們身體的神經元相同,”YAOK 說。
新的Fu和Yao神經元有很多應用,計算機重塑了生物靈性原理,並且更有效,它們可以直接與我們的身體直接與電子設備對話。
“如今,我們擁有各種各樣的電子地板傳感器系統”,但它們相對粗糙且有效。計算機需要放大。
該小組的秘密成分是低神經元中的一個新神經元,它是由突出細菌合成的納米線蛋白質 硫磺地桿菌它還具有發電的超能力。與幾位同事一起,細菌蛋白納米線使用了更高效的裝置:由出汗驅動的生物膜,打開個人電子設備;能夠治療疾病的“電子鼻”;還有一種幾乎可以建造任何東西的設備,可以從稀薄的空氣中獲取電力。
這項研究得到了美國科學基金會美國研究辦公室、美國國立衛生研究院和阿爾弗雷德·P·斯隆基金會的支持。