细菌蛋白纳米线构建低功耗人工神经元

科学家构建出功能类似真实神经元的人工神经元

某机构的研究人员利用细菌培育的蛋白质纳米线，成功开发出低电压人工神经元，其电活动与天然脑细胞高度匹配。这项创新技术仅需0.1伏特电压，能够直接与生物细胞进行无缝通信，并显著提高能源效率。

突破性低电压设计

该人工神经元的核心突破在于其极低的运行电压。"我们的人工神经元仅需0.1伏特电压，这与我们体内神经元的电压水平相当，"该研究的资深作者表示。相比之下，先前版本的人工神经元需要高出10倍的电压和100倍的功率。

生物启发的能效优势

人类大脑处理海量数据时仅消耗约20瓦功率，而运行大型语言模型可能需要超过一兆瓦。这种巨大的能效差异激发了研究人员开发仿生计算技术的灵感。

蛋白质纳米线的关键作用

研究团队使用的秘密成分是从地杆菌中合成的蛋白质纳米线。这种细菌不仅能够产生电能，其蛋白质纳米线还被用于设计多种高效设备，包括：

• 由汗液驱动的生物膜，可为个人电子设备供电
• 能够嗅出疾病的"电子鼻"
• 几乎可以从任何材料中收集空气中电能的设备

应用前景

这项技术有望推动以下领域的发展：

• 基于生物启发原理重新设计计算机系统
• 无需信号放大即可直接与人体通信的可穿戴传感设备
• 彻底消除中间放大步骤，降低功耗和电路复杂性

该研究得到了某机构研究办公室、某国家科学基金会、某卫生研究院和某基金会的支持。