就像「曼哈頓計劃」(Manhattan Project)一樣,各方資源的匯聚共同推動了模擬人類大腦計劃的進展。在日前於德國海德堡大學(University of Heidelberg)舉行的「人腦計劃」(HBP)年度高峰會上,歐盟(EU)人腦計劃的研究人員發表邁向終極目標──在2023年以前開發出虛擬人腦的最新進展。
歐盟於去年十月啟動了這項為期10年、耗資10億歐元(約13億美元)的人腦計劃,可說是歐盟委員會旗下未來與新興技術的「旗艦級」計劃之一。該計劃的目的是先在超級電腦上模擬出整個人腦結構,然後打造一種能夠高度精確複製其功能的特殊硬體仿真器,它將能夠用來試驗人類的疾病及其治療方法。最終,該計劃的長期目標是要打造出低成本但性能足以超越傳統 von Neuman 架構超級電腦的虛擬人腦。

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在探針卡晶圓上的四結光罩用於為晶圓模組的電源測試驗證最終後處理方法。
(來源:University of Heidelberg)

過去一年來的最主要進展是所有的建構模組都已到位了──實驗室與各地的相關工作人員都找齊了,資通訊系統(ICT)也已經就緒,讓研究人員及其位於廿多國約一百多個學術單位與企業合作夥伴都能有效率地交流與共享資料。目前已在進行中的計劃是在幾個不同的生物規模下重建人腦的運作、腦部疾病臨床資料分析,以及開發受到人腦啟發的運算系統。

前兩年半(加速導入階段)的主題已經擬定,HBP將藉由累積有關人腦運作的所有已知策略性資料,並因應這些資料開發出合適的理論架構,以及發展出必要的基礎設施,以便在接下來的「執行」階段(約2017年時)開發出6個ICT平台。

這6個 ICT 平台將包括:「神經資訊系統」(Neuroinformatics)為腦圖譜 (Brain Atlas) 儲存重要的神經資訊資料;「人腦模擬」(Brain Simulation)平台模擬組成各種不同人腦部份的演算法;「醫療資訊」(Medical Informatics)平台為人腦分類各種不同的疾病;「神經形態運算」(Neuromorphic Computing)平台則模擬腦部的不同功能;以及「神經機器人」(Neurorobotics)平台則可在虛擬環境中測試人腦模型與模擬。此外,還有「高性能運算系統」(超級電腦)將用於建立所有的平台。

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在BrainScaleS計劃中高輸入數類比神經網路(HICANN)晶片上的四結光罩將用於作為神經形態實體模型
(來源:University of Heidelberg)

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晶片上光罩內的HICANNS晶片包含許多HICANN電路
(來源:University of Heidelberg)

研究人員在第一年所取得的一些計劃成果包括:原已證實可用在腦皮層的人腦模擬技術,目前已能成功地轉用於小腦。透過神經機器人建立了虛擬房間原型,讓人腦模型能夠配備虛擬的身體,從而研究其行為以及認知能力。

為了測試不同的人腦模型,重要的是成功改造高性能電腦(HPC)成為互動式超級電腦。研究人員並展示幾款新的神經形態晶片,測試其是否有能力解決目前只有人類才擅長的運算挑戰。此外,至今還累積了大量的高解析 3D 人腦圖譜資料。

編譯:Susan Hong

(參考原文: Electronic Brain by 2023,by R. Colin Johnson)

http://www.eetimes.com/document.asp?doc_id=1324121

資料來源:電子工程專輯

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