科学界震惊！美国科学家成功研发出能执行复杂运算的活体计算机

美国科学家采用了8万只小鼠的脑细胞并利用生物学技术创造了一台活体计算机。这个计算机的工作机制基于人脑神经元，其硬件部分由特殊活细胞制成，将细胞软件与电子芯片相结合来处理信息。这个活体计算机的优势是与世界上已有的电子计算机不同，它不仅能够模拟和处理数据，同时还具备了物理学和化学的模拟能力，因此可用于在生物学领域进行模拟和实验。

3 月 20 日消息，据科技日报报道，美国科学家用 8 万个小鼠干细胞培养出了活体神经元，并将其组装成一台能够识别简单的电和光信号的活体计算机。这台计算机可以与使用了活体肌肉组织的机器人相结合，从而让机器人能够感知并处理环境信息。研究团队在美国物理联合会 3 月会议上介绍了这项研究。

在这项研究中，伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的研究团队在培养皿里种植了大约 8 万个经过编程的小鼠干细胞的神经元，并将其放置在光纤和电极网格之间，使其接受电和光刺激。所有部件都装在一个手掌大小的盒子内，并放在保温箱里以保持细胞活性。

为了训练神经元计算机区分不同类型的信号，研究团队设计了 10 种不同的电脉冲和闪光模式，并在一个小时内反复播放，并用传统计算机芯片记录和分析神经元发出的电信号。结果显示，每次给出相同模式时，神经元都会发出相同信号。此外，研究人员还利用储层计算技术，让神经元和芯片协作完成信号识别和处理任务，尽量减少时间和能量消耗。

为了评估该设备的性能水平，研究团队采用了 F1 分数来衡量神经网络识别模式效率，其中 0 最差，1 最好，该设备的最佳得分为 0.98。

该设备可以与使用活体肌肉组织制造的机器人结合使用，将活体神经元集成到机器人中意味着它们可以感知周围环境并同时处理这些输入。

研究人员表示，利用活细胞进行计算特别是储层计算有助于制作节能设备，并且即使某些部件出现故障也不影响设备运行。因此，在某些方面来说，将活体神经元与储层计算结合起来制造出来的机器人可能比传统机器人更有优势。