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人工智能驱动计算机教学前景光明

【摘要】:从理论上讲,用这些有机物作为元件就能够制造出计算机,因为有机物往往存在于生物体内,故称“生物计算机”或“分子计算机”。由于“分子计算机”的生物化学性质所具有的特殊性决定,一旦分子电子器件研究成功,生物计算机将比传统计算机具有更显著的优越性。所以,生物计算机具有半永久性,可靠性也十分高。美国科学家最近宣布,借助活的蚂蟥神经细胞初步制成一台生物计算机,该计算机能进行简单的加法运算。

生物计算机是继光计算机之后人们开发的有一种新概念的计算机。

在自然界中,能够保持物质化学性质不变的最小单位当属分子。科学家们发现,某些有机分子存在两种电态,即具备“开”与“关”的功能,如蛋白质分子中的氢就有两种电态,即一个蛋白质就能够构成一个开关。从理论上讲,用这些有机物作为元件就能够制造出计算机,因为有机物往往存在于生物体内,故称“生物计算机”或“分子计算机”。

由于“分子计算机”的生物化学性质所具有的特殊性决定,一旦分子电子器件研究成功,生物计算机将比传统计算机具有更显著的优越性。

首先,分子电子器件开关的体积可以缩小数百乃至数千倍。另外,分子可以在空间的各个方向上作用,不像传统的硅集成电路只是形成在一个二维的晶面上,从而使分子逻辑电路的密集度可以做得很高。从理论上讲,其密度将比现代半导体器件提高10万倍左右。

生物计算机不但大幅度提高元器件的密度,而且由于生物本身具有的自我修复功能,使得芯片出现了故障也有可能自我修复。所以,生物计算机具有半永久性,可靠性也十分高。可以说生物计算机是活的计算机。

生物计算机的另一大优越性是耗能小,功率高。由于其基本元器件是由生物化学物质构成的,是利用化学反应进行工作的,只需很少的能量就可以进行工作,并且由于生物芯片内流动电子间碰撞的可能性极小,几乎不存在电阻,所以不会产生发热问题。(www.chuimin.cn)

科学家们估计,生物计算机的元件密度要比人脑神经元的密度高100万倍,传递信息的速度比人脑思想的速度快100万倍,即一个生物计算机就足以代替现在的大型计算机。

生物计算机的最大优点就是生物芯片的蛋白质具有生物活性,能够和人体组织结合在一起,特别是可以同人的大脑和神经系统有机连接,使人机接口自然吻合,免除了烦琐的人机对话。这样一来生物计算机就可以直接接受人脑的指挥,成为人脑的外延。

美国科学家最近宣布,借助活的蚂蟥神经细胞初步制成一台生物计算机,该计算机能进行简单的加法运算。

英国广播公司电视台“明天的世界”科学报道节目说,美国佐治亚理工学院科学家研究的这一生物计算机,主要利用了蚂蟥神经细胞的自我组织功能来进行信息处理,而不像普通电子计算机那样通过预先编制程序的方法。

神经细胞是动物大脑思考和解决问题的基本通信组件,虽然不同动物拥有的神经细胞数目差别很大,但其功能却基本相似。佐治亚理工学院科学家说,他们之所以选用神经细胞较少的蚂蟥,主要因为早先的很多研究已经比较深入地揭示了蚂蟥的神经细胞的工作原理。