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來(lái)源：科技日報 據物理學(xué)家組織網(wǎng)20日報道，中國和新加坡科學(xué)家合作，利用二硫化鉬創(chuàng )建出一種新型“神經(jīng)元晶體管”。每個(gè)晶體管能模擬大腦中的單個(gè)神經(jīng)元執行計算任務(wù)，可成為構建各種類(lèi)神經(jīng)硬件的基本組件。相關(guān)論文發(fā)表在最新一期《納米技術(shù)》雜志上。 只有具備能像神經(jīng)元一樣執行加權和閾值運算等功能的晶體管，才能被稱(chēng)為“神經(jīng)元晶體管”。加權和閾值運算是指，單個(gè)神經(jīng)元能接收到其他許多神經(jīng)元發(fā)來(lái)的信號并將這些信號進(jìn)行加權計算，再將獲得的加權總值與閾值進(jìn)行比較，決定是否激活某種神經(jīng)反應。人腦擁有數百億個(gè)神經(jīng)元細胞，這些神經(jīng)元每秒要進(jìn)行很多次加權運算和閾值比較，對人類(lèi)的意識和行為進(jìn)行調控。 新研究中，成都電子科技大學(xué)和新加坡南洋理工大學(xué)的科學(xué)家們，從一類(lèi)被稱(chēng)為“過(guò)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晶體管中的硅基，研制出了能模擬單個(gè)神經(jīng)元功能的晶體管。 研究小組對神經(jīng)元晶體管的類(lèi)神經(jīng)功能進(jìn)行了驗證，結果表明，神經(jīng)元晶體管能在兩個(gè)邏輯門(mén)的同步調控下，執行加權運算功能，并完成了一個(gè)類(lèi)似于用算盤(pán)進(jìn)行的計算任務(wù)，且在運算速度上具有明顯優(yōu)勢。 研究還發(fā)現，其他研究人員之前創(chuàng )建的神經(jīng)元晶體管，通常只能以不到0.05赫茲的頻率執行運算，這個(gè)頻率遠低于人腦神經(jīng)元激活神經(jīng)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(jīng)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(kāi)發(fā)類(lèi)神經(jīng)硬件方面具有無(wú)可比擬的優(yōu)勢。 研究團隊希望，接下來(lái)向神經(jīng)元晶體管加入更多邏輯門(mén)，創(chuàng )建出更實(shí)用的具有生物學(xué)功能的神經(jīng)元模型，進(jìn)而將這些神經(jīng)元晶體管集成到模擬神經(jīng)突觸的憶阻器中，構建出模擬大腦功能的人工神經(jīng)系統。 |
