前沿科技之憶阻器電路

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發(fā)表于 2010-3-23 17:16:31 | 只看該作者 |倒序?yàn)g覽 |閱讀模式

幾乎從計(jì)算機(jī)問(wèn)世那天起，科學(xué)家和技術(shù)人員就夢(mèng)想著有朝一日計(jì)算機(jī)也能像人腦一樣工作。日前，美國(guó)密歇根大學(xué)的一個(gè)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(shí)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(bào)》雜志上。突觸是兩個(gè)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(duì)于中樞神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)的大多數(shù)神經(jīng)元來(lái)說(shuō)，突觸是其神經(jīng)信號(hào)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(guó)惠普實(shí)驗(yàn)室研制出世界首個(gè)憶阻器，從而證實(shí)了“第四種電子元件”憶阻器的存在以來(lái)，憶阻器通過(guò)簡(jiǎn)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?jiàn)^斗的目標(biāo)。　　

研究小組用目前計(jì)算機(jī)芯片中極為常見(jiàn)的兩種材料——硅和銀作為憶阻器的制作原料。通過(guò)在兩個(gè)金屬電極的交叉部位填充硅銀混合物的方法來(lái)模擬大腦突觸的工作方式：其中的金屬電極相當(dāng)于兩個(gè)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(chǔ)數(shù)據(jù)的新方法。當(dāng)兩個(gè)電極發(fā)出的信號(hào)的時(shí)間間隔為20毫秒時(shí)，電流在兩個(gè)電極間受阻的時(shí)間就是40毫秒，兩個(gè)電極間傳遞的信號(hào)可暫存在憶阻器中而不會(huì)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(jì)算機(jī)科學(xué)系副教授呂煒?lè)Q，憶阻器就是通過(guò)這種方式來(lái)模擬神經(jīng)突觸的行為的。雖然該設(shè)備目前還處于實(shí)驗(yàn)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(jì)算機(jī)又前進(jìn)了一步。下一步，研究小組計(jì)劃以該設(shè)備為基礎(chǔ)，制作一個(gè)由數(shù)以萬(wàn)計(jì)的“憶阻器突觸” 構(gòu)成的電腦神經(jīng)回路。