重建大脑混沌边缘状态，科学家开发出全球最高效能小型 AI 元件

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只占人体总重 2% 的大脑，却能消耗高达 20% 能量，虽然它无疑是最耗能的器官，但能源效率及资讯处理效能表现却是最顶尖人工智慧技术也难望项背。日本地区材料科学研究所（NIMS）及东京理科大学共组团队，最近开发出能实现“类脑”资讯处理能力的 AI 元件，让 AI 元件效能、功耗、精度与应用性取得指数性提升与突破。

科学家认为 AI 技术专用电脑运算与能效仍远远不及人类大脑的最主要原因，在于大脑发生的“混沌边缘”（Edge-of-Chaos）状态未能整合到电脑。科学界莫不致力透过许多微型元件组成的大型积体电路开发能再现混沌边缘状态的硬件。尽管挑战重重，类脑运算已成为热门显学。

NIMS 及理科大研究团队最近在锂离子导电性固体电解质薄膜／钻石薄膜介面，使用离子电子耦合动力学重现大脑混沌边缘状态，成功开发具高资讯处理效能的 AI 元件。工作模型与电双层（Electric Double Layer）电晶体相同，也就是电阻随着电双层充放电状态变化而变化。

元件能触发混沌边缘状态，产生类似大脑突触反应之突波和松弛模式的电反应，进而高效处理资讯。元件并能将波形输出讯号转换成不同讯号，精确度是其他类似小型 AI 元件 6 倍，展现出全球 AI 元件最高效能。

总之，科学家运用全新奈米级技术开发包括节能边缘 AI 元件等实用高效小型 AI 元件，可与各种感测器结合，打造智慧手表、监控摄影机、语音辨识系统，以及其他支援医疗、灾难准备、制造及安全等广泛应用领域的技术。

• Development of an ionic device capable of brain-like information processing

（首图来源：东京理科大学）

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