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美制成與大腦突觸類似的憶阻器電路

時間：2010-03-25 08:50:34

關(guān)鍵字：電路憶阻器電極模擬

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[導(dǎo)讀]幾乎從計算機(jī)問世那天起，科學(xué)家和技術(shù)人員就夢想著有朝一日計算機(jī)也能像人腦一樣工作。日前，美國密歇根大學(xué)的一個研究小組稱，他們制成了一種模擬大腦突觸的憶阻器電路，證實了此前關(guān)于憶阻器能用于電腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)制

幾乎從計算機(jī)問世那天起，科學(xué)家和技術(shù)人員就夢想著有朝一日計算機(jī)也能像人腦一樣工作。日前，美國密歇根大學(xué)的一個研究小組稱，他們制成了一種模擬大腦突觸的憶阻器電路，證實了此前關(guān)于憶阻器能用于電腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)制作的設(shè)想。相關(guān)論文發(fā)表在最新一期的《納米快報》雜志上。

突觸是兩個神經(jīng)元之間或神經(jīng)元與效應(yīng)器細(xì)胞之間相互接觸并借以傳遞信息的部位。對于中樞神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)的大多數(shù)神經(jīng)元來說，突觸是其神經(jīng)信號的唯一輸入渠道。中樞神經(jīng)系統(tǒng)中的神經(jīng)元都以突觸的形式互聯(lián)，繼而形成復(fù)雜的神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)。自2008年4月美國惠普實驗室研制出世界首個憶阻器，從而證實了“第四種電子元件”憶阻器的存在以來，憶阻器通過簡單封裝即可提供內(nèi)存與邏輯功能的突出表現(xiàn)受到了科學(xué)家的關(guān)注，用其模擬大腦神經(jīng)元突觸就成為了不少科學(xué)家奮斗的目標(biāo)。

研究小組用目前計算機(jī)芯片中極為常見的兩種材料——硅和銀作為憶阻器的制作原料。通過在兩個金屬電極的交叉部位填充硅銀混合物的方法來模擬大腦突觸的工作方式：其中的金屬電極相當(dāng)于兩個神經(jīng)元，而填充在中間的硅銀混合物則相當(dāng)于突觸。

該裝置被認(rèn)為提供了一種讓憶阻器存儲數(shù)據(jù)的新方法。當(dāng)兩個電極發(fā)出的信號的時間間隔為20毫秒時，電流在兩個電極間受阻的時間就是40毫秒，兩個電極間傳遞的信號可暫存在憶阻器中而不會丟失。這與大腦突觸傳遞信息的方式極為相似。

該研究負(fù)責(zé)人、密歇根大學(xué)電氣工程與計算機(jī)科學(xué)系副教授呂煒稱，憶阻器就是通過這種方式來模擬神經(jīng)突觸的行為的。雖然該設(shè)備目前還處于實驗階段，有著各種各樣的缺憾，但它表明了人類向制造出如大腦一樣工作的計算機(jī)又前進(jìn)了一步。下一步，研究小組計劃以該設(shè)備為基礎(chǔ)，制作一個由數(shù)以萬計的“憶阻器突觸”構(gòu)成的電腦神經(jīng)回路。

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