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標(biāo)題: 日本開發(fā)首臺分子電腦可模仿大腦工作 [打印本頁]

作者: xtw77wh 時(shí)間: 2010-3-2 22:11
標(biāo)題: 日本開發(fā)首臺分子電腦可模仿大腦工作
據(jù)MSNBC網(wǎng)站報(bào)道，世界上最強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)是人類大腦，而納米技術(shù)正在推進(jìn)分子電腦的誕生。日前日本科學(xué)家大有突破，設(shè)計(jì)出世界首臺分子機(jī)器，可模仿大腦的工作原理。此發(fā)現(xiàn)可提供同時(shí)控制許多分子機(jī)器的辦法，加快電腦運(yùn)行能力，或許會(huì)讓摩爾定律繼續(xù)有效。迄今為止，這種裝置的運(yùn)算速度是普通晶體管計(jì)算機(jī)的16倍。但研究人員聲稱，這項(xiàng)發(fā)明的運(yùn)算速度最終將會(huì)比普通晶體管計(jì)算機(jī)快1000倍。它不僅能充當(dāng)超級計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)，還可用于控制復(fù)雜裝置的元件，如：精微醫(yī)師和精微工廠。

　　
　　此機(jī)器是由17個(gè)杜醌(duroquinone)分子,其中1個(gè)杜醌分子居中,充當(dāng)控制部,另外16個(gè)分子圍繞著它,都是在金表面上通過自我組合而成的.日本筑波市國立材料科學(xué)研究所的人工智能和分子電子學(xué)科學(xué)家安尼班·班德亞帕德耶(Anirban Bandyopadhyay)解釋稱,杜醌的直徑不到1納米,它比可見光波長還要小數(shù)百倍.而且,杜醌分子是六邊形面上連接著4個(gè)圓錐細(xì)胞,看上去就像一輛小汽車.

　　
　　此圖證實(shí)日本分子電腦的設(shè)計(jì)堪稱“人造腦”
　　工作原理
　　科學(xué)家通過來自掃描隧道顯微鏡特別尖的導(dǎo)電針上的電脈沖來調(diào)節(jié)此居中的杜醌分子，從而對此裝置進(jìn)行操作。由于電脈沖強(qiáng)度的不同，此分子及其4個(gè) 圓錐細(xì)胞將出現(xiàn)不種方式的移位。再加上居中杜醌分子與周圍的16個(gè)杜醌分子連接的化學(xué)鍵不牢固，從而導(dǎo)致每一個(gè)分子也出現(xiàn)移位變化。這就像推倒一塊多米諾骨牌會(huì)引發(fā)一連串的多米諾骨牌倒下。
　　可以想像一下，1只蜘蛛位于由16根蜘蛛絲編織的蜘蛛網(wǎng)中心，當(dāng)蜘蛛向某一個(gè)方向移動(dòng)時(shí)，每根連接它的蜘蛛絲就會(huì)各自感受稍有不同的拖拉。依照這種方式，居中杜醌分子的電脈沖可同時(shí)向周圍16個(gè)分子傳送不同的指令。研究人員稱這項(xiàng)設(shè)計(jì)是受大腦細(xì)胞的啟發(fā)，因?yàn)榇竽X神經(jīng)細(xì)胞有樹狀一樣的放射狀神經(jīng) 分枝，每一個(gè)分枝都習(xí)慣于和其他大腦神經(jīng)細(xì)胞溝通，傳輸指令。電腦科學(xué)家表示未來幾十年巨大的并行處理會(huì)革新電腦的思維方式。
　　班德亞帕德耶說，所有這些連接正是大腦如此強(qiáng)大的原因。由于杜醌擁有4個(gè)圓錐細(xì)胞，本質(zhì)上就有4個(gè)不同的配置。再由于此居中杜醌分子還同時(shí)控制其他16個(gè)分子，從算術(shù)上計(jì)算，這意味著一個(gè)電脈沖信號可以實(shí)現(xiàn)4的16次方（近43億）種不同的結(jié)果。相比之下，普通晶體管計(jì)算機(jī)一次僅能夠執(zhí)行一種指令，或0或1，僅有兩種不同結(jié)果。
　　研究人員使用掃描隧道顯微鏡確實(shí)讓此16個(gè)分子正如他們所希望的那樣回應(yīng)了中心控制分子的指令。這就像空間站和太空船通話一樣。如果你看過科幻電影《神奇旅程》，就明白這是怎么回事。

　　
　　一對多通信在自然界很普遍，機(jī)器也能實(shí)現(xiàn)
　　加以利用
　　科學(xué)家可以將這種裝置與其他分子相結(jié)合來使用。比如：研究人員建造一批僅由分子構(gòu)成的機(jī)器，如發(fā)動(dòng)機(jī)、推進(jìn)器、電閘、電梯和傳感器等。此裝置將提供辦法來控制所有其他裝置整體性地協(xié)調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)。的確，班德亞帕德耶及其同事證實(shí)了他們可以讓他們的發(fā)明調(diào)控8臺這種分子機(jī)器協(xié)同工作，好像它們都是微型工廠的一部分。
　　班德亞帕德耶稱，此發(fā)明還可用于控制復(fù)雜分子機(jī)器上裝備的元件。今后的應(yīng)用之一將醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，設(shè)想將這樣的分子儀器植入血液中，或許能夠摧毀人體內(nèi)的腫瘤。將來腦瘤患者不用做手術(shù)，因?yàn)檠褐械姆肿咏M裝機(jī)會(huì)直達(dá)目標(biāo)地，執(zhí)行目標(biāo)任務(wù)。目前此發(fā)明的應(yīng)用是掃描隧道顯微鏡上配備的特別尖的導(dǎo)電針。然而，班德亞帕德耶希望將來能使用分子代替導(dǎo)電針，對此裝置發(fā)送指令。另一應(yīng)用是基于大腦工作方式建造巨大平行處理的超級電腦。
　　此裝置需要在真空和零下196攝氏度極冷的條件下制成，不過，它卻能在室溫條件下正常工作。研究人員可以將此裝置從二維的16分子環(huán)狀結(jié)構(gòu)擴(kuò)展至三維的1024分子球狀結(jié)構(gòu)。這意味著它能同時(shí)執(zhí)行1024個(gè)指令，產(chǎn)生4的1024次種不同的結(jié)果。這項(xiàng)研究成果發(fā)表在3月10日出版的《美國國家科學(xué)研究院學(xué)報(bào)》上。

作者: 火炮 時(shí)間: 2010-3-4 10:13
原在我有生之年能用到此產(chǎn)品

作者: 張嘯東 時(shí)間: 2010-3-7 18:24
不得了，科技要統(tǒng)治人類了，但愿在有生之年不要看到這個(gè)東西。

作者: leftwall 時(shí)間: 2010-3-8 12:15
加油，我上高中的時(shí)候就說XX年內(nèi)光腦、生物腦要出現(xiàn)，代替電腦

作者: cyjsoft 時(shí)間: 2010-3-9 23:28
總的來說，機(jī)器人不可能完全代替人類的..

作者: 聶德平 時(shí)間: 2010-3-13 20:57
再怎么厲害，也是人發(fā)明的

作者: mo502 時(shí)間: 2010-3-14 13:57
太牛了能用上這樣的電腦不知道什么感覺期待著

作者: ch_j1985 時(shí)間: 2010-3-14 14:35
令人不敢相信

作者: earthling1983 時(shí)間: 2013-12-21 12:24
多謝分享！

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