新晶體管能模擬單個神經元執(zhí)行運算
據(jù)物理學家組織網20日報道,中國和新加坡科學家合作,利用二硫化鉬創(chuàng)建出一種新型“神經元晶體管”。每個晶體管能模擬大腦中的單個神經元執(zhí)行計算任務,可成為構建各種類神經硬件的基本組件。相關論文發(fā)表在最新一期《納米技術》雜志上。
只有具備能像神經元一樣執(zhí)行加權和閾值運算等功能的晶體管,才能被稱為“神經元晶體管”。加權和閾值運算是指,單個神經元能接收到其他許多神經元發(fā)來的信號并將這些信號進行加權計算,再將獲得的加權總值與閾值進行比較,決定是否激活某種神經反應。人腦擁有數(shù)百億個神經元細胞,這些神經元每秒要進行很多次加權運算和閾值比較,對人類的意識和行為進行調控。 新研究中,成都電子科技大學和新加坡南洋理工大學的科學家們,從一類被稱為“過渡金屬硫化物”的新型二維半導體材料中,挑選出二硫化鉬取代傳統(tǒng)晶體管中的硅基,研制出了能模擬單個神經元功能的晶體管。 研究小組對神經元晶體管的類神經功能進行了驗證,結果表明,神經元晶體管能在兩個邏輯門的同步調控下,執(zhí)行加權運算功能,并完成了一個類似于用算盤進行的計算任務,且在運算速度上具有明顯優(yōu)勢。 研究還發(fā)現(xiàn),其他研究人員之前創(chuàng)建的神經元晶體管,通常只能以不到0.05赫茲的頻率執(zhí)行運算,這個頻率遠低于人腦神經元激活神經反應所需的5赫茲這一平均值,而這次獲得的二硫化鉬神經元晶體管,能在0.01赫茲到15赫茲的大頻率范圍內工作,因此在開發(fā)類神經硬件方面具有無可比擬的優(yōu)勢。 研究團隊希望,接下來向神經元晶體管加入更多邏輯門,創(chuàng)建出更實用的具有生物學功能的神經元模型,進而將這些神經元晶體管集成到模擬神經突觸的憶阻器中,構建出模擬大腦功能的人工神經系統(tǒng)。 關鍵詞: 晶體管
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