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儘管科技已如此進步發達，但對那些人工智慧（AI）領域的研究者來說，讓電腦模擬大腦活動仍是一項龐大的任務，如果硬體能設計得更像大腦，那麼管理起來將會更容易。

是的，大家都是這麼想的，那麼話說回來，究竟這個「期望」有多困難？日本研究單位 5 年前就曾經進行一項大腦活動模擬測試，這個運用世界上最強大超級電腦之一進行的例子應該能當成參考。

2013 年時，日本理化學研究所（Riken）運用超級電腦「京」（K computer）對大腦的活動模擬測試；「京」一共使用了 82,944 個處理器和 1PB（約 1,000TB）主記憶體，幾乎相當於當時 25 萬台電腦的運算單位。

這樣一台電腦為了模擬大腦 10.4 兆突觸連接的 17.3 億神經元活動的 1 秒鐘，就花了 40 分鐘；儘管聽起來已非常厲害，但事實上是，這一切仍只是大腦活動的百分之一。

即使是現在，大腦仍比任何電腦都還更強大，它包含了 800 億神經元和超過 100 兆個神經突觸，隨時都在控制訊息流通，相較之下，目前電腦晶片仍以二進制語言傳輸訊號，每條訊息都以 1、0 編碼。

科學家認為，如果晶片運用類似突觸的連接方式，電腦使用的訊號將可能更多樣化，進而實現「突觸式」學習。

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大腦中，突觸負責「管理」訊息傳遞，神經元則會根據穿過突觸的離子數量和種類來動作，這些都幫助大腦辨識模式、記住事實並執行任務；科學家將這種新興研究領域稱為神經形態工程學（Neuromorphic engineering）。

迄今為止，想要讓晶片擁有這種學習方式已證明是困難的，但 ScienceAlert 報導指出，隨著麻省理工（MIT）工程師成功克服障礙設計出一種由矽鍺（SiGe）製成的人造突觸晶片，未來「突觸式」學習發展將有可能達成。

過去神經形態晶片的設計是使用非晶體為「開關媒介」，分隔開兩個導電層以達成突觸的作用。但這種方法的問題是，如果沒有定義結構性的傳播路徑，信息就會有無數路徑可傳遞，而這帶來晶片的不一致及不可預測性。

為了避免非晶體為晶片帶來的不均勻性，團隊創造了只有一維通道的矽鍺晶格，確保離子每次流動時都使用完全相同的路徑，接著團隊再使用這些晶格打造神經形態晶片，就像是大腦神經元之間的電流，這種晶片也可精準控制其中流動的電流強度。

團隊計畫下一步將實際打造出能執行手寫辨識的晶片，最終目標則是創造攜帶式神經網路裝置。在 Kim 看來，這項研究就像一塊墊腳石，帶領人們走向生產真正的 AI 硬體目標前進，「我們希望最終能以一個指甲大小的晶片，來取代巨大的超級電腦。」

這項研究已發表在《自然─材料》（Nature Materials）期刊。

MIT Engineers Have Designed a Chip That Behaves Just Like Brain Cell Connections