神经网络计算机研究热 [复制链接]

第7版(国际专页（科教）)
专栏：科技纵横

　　神经网络计算机研究热
卢继传
计算机领域又有新的开拓。今年２月中旬，在伦敦举行了神经计算机国际会议。与会科学家认为，这种计算技术的研究今后将处于一个突出的地位。
　　　　生物计算机的第一步
８０年代以来，计算机发展很快，但是当遇到大量数据且须在较短的时间内给出答案时，目前的运算速度仍难于满足要求。因此，美国、日本、苏联和西欧国家在大力研制第５代计算机的同时，也开始研制第６代计算机——生物计算机。
生物计算机以生物芯片作为集成电路或分子元件。生物芯片是应用基因工程技术生产的蛋白质分子。它的集成度比半导体集成电路高１０的５次幂—１０的１２次幂倍；信号不是靠电子传递，而是以波的形式传播，避免在极高集成度时的过热现象。不过，用什么生物分子作元件，如何装配生物芯片，目前还处在探索阶段。因此，科学家们认为，运用神经元网络的生物学原理和超大规模集成技术，研制智能计算机，可作为研制生物计算机的第一步。
　　　　模拟大脑的功能
神经网络计算机也称神经电算机。它是模拟人脑的思维功能研制的，处理信息的速度高。人脑大概是由１５０亿个神经细胞组成的，这些细胞及数千到数万个神经元和神经键结合在一起。根据神经发放效率，人脑处理信息的速度超过目前的超级计算机。据称，神经网络计算机运算速度可达１０的１５次幂次／秒左右，而目前最快的计算机的运算速度仅为１０的９次幂次／秒左右。
更重要的是，由于人脑神经系统具有相互联结的特点，大脑处理信息都是通过神经细胞的线路网进行的。而神经网络计算机是一种模拟型计算机，元件密切地互相联结在一起工作，突破了现代计算机的功能界限，不仅具有并行处理能力，而且具有联想、记忆和模拟学习、模糊处理等综合能力。
　　　　一场激烈的竞争
近年来，美国、日本和西欧国家掀起了研究与开发神经网络计算机的热潮，它们之间正在进行竞争。
眼下，美国处于领先地位。它已有２５００—３０００位科学家在从事这项研究。去年，美国制定了一个投资４亿美元的７年研制计划，要求在三五年内，将神经网络计算机的能力提高到每秒接通１０的９次幂—１０的１１次幂个相互联结，在第６年能提高到１０的１２次幂个。为此，美国正开发突破性的技术，如联结可协调的砷化镓器件和模拟与数字混合芯片等，以适应高密度相互联结的要求。加利福尼亚州沿海地区已发展成为神经科学研究据点，聚集了许多开发神经网络计算机的企业。同时，一些大企业和美国航天局喷气推进研究室等也开始了这项研究。
日本在这个领域虽然居后，但下手比美国还要早。通产省从１９８６年起就组织队伍研究。１９８８年被日本命名为“神经计算机元年”。目前，日本从事这项研究的约有３００—５００人，有意与美国争雄。
起初，日本电气公司等主要电算机厂家致力于研究与开发神经网络计算机，不久，它们之间也掀起竞争。其中，日本电气公司电算机和通信系统研究所研制一种名叫“ＭＡＮ—ＹＯ”的模拟器，计划把４台每台相当于６．４万个神经细胞的处理器并列连接起来，制成原型机。它的最终目标是要与具有１５０亿个神经细胞的人脑比高低。去年，文部省、通产省和科技厅共同制定了研制开发计划，年度预算经费达数亿日元。
西欧也不甘落后。去年５月，欧洲共同体集中了２８个研究机构和上百名研究人员，开始实施神经网络计算机的研究与开发计划，包括阐明人脑的工作原理与工程应用研究。英国科学家正在研究有突破性的助听器，它配有一块很小的能识别语言的神经计算微芯片；伦敦帝国学院的科学家已制成一种机器，它能记忆许多不同的形状和内容，可在１／２５秒的时间内辨认出来。
神经网络计算机已成为世界性的攻关课题，进展也很快，美国已试制成功这种机子专用的大规模集成电路，日本电气公司研制成功一种个人神经计算机，其运算能力已达到了目前微型计算机的水平。可以预计，在神经网络计算机研究中，国际竞争将是激烈的。