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科学家创造了一种模仿人类突触的装置,以使'忘记与#039;回忆

2020-02-21 09:03:07来源:

新的研究朝这个方向迈出了一个有趣的步骤来模仿大脑。科学家发明了一种工具,能够像我们的大脑一样“忘记”记忆。

本发明被称为二阶忆阻器,即“存储器”和“电阻器”的混合。这种智能设计模仿了人类大脑的突触,以一种可以记住信息的方式来进行编码,如果长时间不访问该数据,则会逐渐丢弃该数据。

忆阻器虽然目前尚无实际用途,但它最终可以帮助科学家开发一种新型的人工智能系统,该系统可以实现与大脑相同的某些功能。

诸如忆阻器之类的片上电子组件可以承担单个神经元和突触的作用,这可以减少计算机的能量需求并同时快速进行计算。

由于科学家需要弄清楚电子设备如何模仿突触可塑性,因此主动神经突触会随着时间的推移而增强,而闲置的神经突触会变得更弱,因此模拟神经计算机目前是假设的。

以前使用纳米尺寸的导电桥来制造忆阻器的努力,然后会随着时间的流逝而衰减,就像记忆在我们的脑海中衰减一样。

俄罗斯莫斯科物理与技术研究所(MIPT)的物理学家Anastasia Chouprik表示,一阶忆阻器会随着时间的流逝而改变其行为,并且在长时间运行后会分解。

“我们用来[完成]突触可塑性的[工具]是[坚固]。[memistor]切换系统状态1000亿次后仍在正常运行。所以我的同事们结束了耐力测试,”乔普里克说。

Chouprik和她的团队使用了一种高度不溶的热稳定材料,该材料被置于具有电极化作用的桥接装置中,该极化作用会根据外部电场而变化。这意味着电脉冲可以设置低电阻状态和高电阻状态。

诸如英特尔之类的公司已经将这些材料用于制造微芯片。换句话说,如果需要使用模拟神经计算机,现在更容易,更便宜地引入忆阻器。

Chouprik说,她和她的团队遇到的主要挑战是找出正确的层厚度。她说,四纳米被证明是理想的。

研究人员说,如果使铁电特性变薄一纳米,而更厚的膜太宽而使电子无法通过,那么铁电特性就会消失。

乔普里克说,真正的“健忘”是通过缺陷使微处理器难以开发的。她补充说,这些错误将使忆阻器的电导率随着时间下降。

创新是充满希望的开始;但是,还有很长的路要走。例如,仍然需要使存储单元更可靠。研究人员还将研究如何将他们的新设备整合到柔性电子产品中。

MIPT的物理学家Vitalii Mikheev表示,他们将研究切换记忆电阻器电阻的不同机制之间的相互作用。

“铁电效应[可能]不是唯一的一种。我们将需要区分机制,并学习将它们结合起来以进一步改善设备。”

该研究已发表在ACS Applied Materials&Interfaces中。