📢 转载信息
原文链接：https://www.sciencedaily.com/releases/2025/10/251013040335.htm
原文作者：University of Massachusetts Amherst
麻省大学阿默斯特分校的工程师开发出一种人工神经元，其电活动与天然脑细胞非常接近。这项创新建立在团队早期使用由产电细菌制造的蛋白质纳米线的研究基础上。这种新方法有望开辟出以生物启发、效率更高的计算方式，甚至可能直接与生物组织连接。
UMass Amherst 的电气与计算机工程专业研究生、该研究的首席作者Shuai Fu表示："我们的大脑处理海量数据，但其功耗非常低，尤其与运行像ChatGPT这样的大型语言模型所需的电量相比，差距巨大。"
人体以惊人的电气效率运行——比典型的计算机电路效率高出 100 多倍。仅大脑就含有数十亿个神经元，这些特化细胞在全身发送和接收电信号。完成一项任务，比如写一篇文章，人脑仅消耗约 20 瓦的功率，而大型语言模型完成同样的工作可能需要超过兆瓦的电量。
工程师们长期以来一直致力于设计更节能的人工神经元，但将电压降低到与生物水平相匹配一直是主要障碍。该论文的资深作者、UMass Amherst 电气与计算机工程副教授Jun Yao表示："先前的人工神经元版本使用的电压是我们所创建的版本的 10 倍，功耗高出 100 倍。"正因为如此，早期的设计效率要低得多，并且无法直接与对较强电信号敏感的活体神经元连接。
"我们的神经元仅记录 0.1 伏特的信号，这与我们体内神经元的电压大致相同，"Yao 说道。
Fu 和 Yao 的新型神经元有着广泛的应用前景，从沿着生物启发、效率更高的原理重新设计计算机，到可以与我们的身体直接对话的电子设备。
"我们现在有各种可穿戴电子传感系统，"Yao 说，"但它们相对笨重且效率低下。每当它们感应到身体的信号时，都必须对其进行电放大，以便计算机可以分析。这个中间的放大步骤增加了功耗和电路的复杂性，但使用我们低压神经元构建的传感器则完全可以省略任何放大步骤。"
该团队新型低功耗神经元的秘密配方是利用一种蛋白质纳米线，这种纳米线是从卓越的细菌 Geobacter sulfurreducens 中合成的，该细菌还具有产生电力的超能力。Yao 与多位同事利用这些细菌的蛋白质纳米线设计了一系列异常高效的设备：一个由汗水驱动的生物薄膜，可以为个人电子设备供电；一个可以嗅探疾病的“电子鼻”；以及一个几乎可以用任何材料构建的设备，它可以从空气中收集电力。
这项研究得到了陆军研究办公室、美国国家科学基金会、美国国立卫生研究院和阿尔弗雷德·P·斯隆基金会的支持。
🚀 想要体验更好更全面的AI调用？
欢迎使用青云聚合API，约为官网价格的十分之一，支持300+全球最新模型，以及全球各种生图生视频模型，无需翻墙高速稳定，文档丰富，小白也可以简单操作。
评论区