新兴的基于波动的功能有望为新型存储设备技术开辟道路

2019年12月25日15:19:58新兴的基于波动的功能有望为新型存储设备技术开辟道路已关闭评论
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由NIMS领导的国际联合研究团队成功地制造了由众多金属纳米线组成的神经形态网络。使用该网络,该团队能够产生与人类独特的高级大脑功能相关

由NIMS领导的国际联合研究团队成功地制造了由众多金属纳米线组成的神经形态网络。使用该网络,该团队能够产生与人类独特的高级大脑功能相关的电学特征,例如记忆,学习,忘记,变得机警并恢复平静。然后,研究小组阐明了诱发这些电气特性的机制。

近年来,人工智能(AI)技术的发展迅速发展,并已开始以各种方式影响我们的生活。尽管AI以类似于人脑的方式处理信息,但人脑操作的机制仍然未知。已经详细研究了基本的大脑成分,例如神经元及其之间的连接(突触)。但是,需要回答许多有关大脑整体的问题。例如,我们仍然不完全了解大脑如何执行记忆,学习和遗忘等功能,以及大脑如何变得机敏并恢复平静。另外,在实验研究中,活脑很难操作。由于这些原因,大脑仍然是一个“神秘器官”。

联合研究小组最近通过整合涂有厚度约1纳米的聚合物(PVP)绝缘层的大量银(Ag)纳米线,建立了一个复杂的类似于大脑的网络。两个纳米线之间的连接形成行为像神经元突触的可变电阻元件(即,突触元件)。包含大量复杂相互作用的突触元件的纳米线网络形成了“神经形态网络”。当将电压施加到神经形态网络时,它似乎在“努力”寻找最佳电流路径(即,最有效的电流路径)。研究小组测量了电流通路形成的过程,电流流过网络时保持和去激活,发现这些过程总是随着它们的前进而波动,类似于人脑的记忆,学习和遗忘过程。观察到的时间波动也类似于大脑变得机敏或恢复平静的过程。发现神经形态网络模拟的类脑功能是由于网络中的大量突触元素共同起作用以优化电流传输而发生的,换句话说,这是自组织和新兴动态过程的结果。

该研究小组目前正在使用神经形态网络材料开发类似大脑的存储设备。该团队打算将存储设备设计为使用与当前计算机所使用的原理完全不同的原理进行操作。例如,尽管当前计算机被设计为花费绝对必要的时间和电力来追求绝对最佳的解决方案,但是即使所产生的解决方案可能不是绝对最佳的,新的存储设备也旨在在特定的限制内快速做出决定。研究小组还希望这项研究能够促进对大脑信息处理机制的理解。