新型忆阻器可逼真模仿突触举动

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新型忆阻器可逼真模仿突触举动

或为研制类脑谋略机铺平路途

    科技日报北京9月27日电 (记者刘霞)据美国兴味迷信网站26日报道,美国迷信家研制出了一种新型“分散式忆阻器”,模仿了人脑两个神经元的结点——突触内钙离子的举动,逼真度有史以来最高。研讨职员表现,新配置有助于开辟类脑(神经形状)谋略机。这种谋略机在实行感知和学习任务方面比传统谋略机表现更好,也更节能。

    该研讨导游者、马萨诸塞大学安姆斯特分校电子和谋略机工程传授杨志卿(音译)称:“过去,人们用晶体管和电容器来模仿突触举动,这些配置虽能任务,但与真正的生物零碎类似性很低,因此服从不高,且耗能更多,逼真度也不够。”

    研讨标明,人脑约有1000亿个神经元、约1000万亿个突触,迷信家们不断盼望能研制出类脑谋略机来模仿人脑强大的谋略才能和高服从。杨志卿表现:“新配置能采取一种更天然、更直接、更逼真的方法模仿突触,不但模仿一个突触服从,也席卷了其他紧张属性。”

    在生物零碎中,当一个神经脉冲抵达突触时,会使通道翻开,钙离子流进突触,触发大脑释放“神经转达素”,这些物质会穿过两个神经元之间的沟壑,将脉冲转达给下一个神经元。

    最新研制的“分散式忆阻器”由嵌入一个氧氮化硅薄膜(位于两个电极之间)内的银纳米粒子簇构成。薄膜是绝缘体,但当施加电脉冲时,热和电配协作用,使粒子簇土崩瓦解,纳米粒子散开经过薄膜并终极构成一根导电丝,让电流从一个电极抵达另一个电极。一旦电压移走,温度下降,纳米粒子又重新聚分解簇。研讨职员称,由于这一进程类似于生物突触内钙离子的举动,该配置能模仿神经元的短期可塑性。

    他们也将新忆阻器同漂移忆阻器(依托电场而非分散,十分合适存储用途)结合,展现了神经元的一种临时可塑性——“尖峰时辰相干可塑性(STDP)”。过去也曾有人用漂移忆阻器模仿钙离子的举动,但其物理进程与生物突触迥然差别,限定了模仿突触服从的逼真度和多样性。

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