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人造大脑将成现实?科学家研制有学习能力忆阻器

来源:www.zhongliu365.com时间:2013-05-10奇闻指数:编辑:admin手机版

人造大脑将成现实?科学家研制有学习能力忆阻器

 

长久以来,科学家一直梦想着造出像大脑一样的电脑。大脑比电脑更加节能,而且还会自主学习,不需要任何编程。来自比勒菲尔德大学物理学系的高级讲师安迪·托马斯博士正在做这方面的努力,他的研究材料是忆阻器(memristor),一种能够模仿神经功能的微电子元件。

 

  托马斯及其同事在一年之前就 ​​制作出了一种具有学习能力的忆阻器。现在,安迪·托马斯利用这种忆阻器作为人工大脑的关键部件,他的研究结果将于近期发表在《物理学学报D辑:应用物理学》杂志上。

  忆阻器由极薄的纳米薄膜制成,可用于连接电子回路。多年来,忆阻器一直被视为神经突触的电子版。突触是神经元之间联系的桥梁,神经元活动越多,这种突触联系也就越多。通常,一个神经元与其他神经元通过数千个突触进行联系。忆阻器可以接收来自电子回路的脉冲,并且在关掉电源后,仍能『记忆』先前通过的电荷量。因此,忆阻器允许透过的电流量取决于之前通过电流的强度及通过的时间。

  安迪·托马斯解释说,因为忆阻器与突触的这种相似性,使其成为制造人工大脑——从而打造出新一代的电脑——的绝佳材料,『它使我们得以建造极为节能、耐用,同时能够自学的处理器。』托马斯的文章总结了自己的实验结果,并借鉴其他生物学和物理学研究的成果,首次阐述了这种仿神经系统的电脑如何将自然现象转化为技术系统,及其中应该遵循的几个原则。

  这些原则包括,忆阻器应像突触一样,『注意』到之前的电子脉冲;而且只有当刺激脉冲超过一定的量时,神经元才会做出反应,忆阻器也是如此。正是由于这种特性,神经突触才能在大脑学习的过程中发挥关键作用。安迪·托马斯以巴甫洛夫的经典生理学实验为例,说明了学习的过程。如果狗看到食物,就会出现流口水的自然反应;如果狗每次看到食物时都听到铃声,那么铃声这种『中性』的刺激就会与引起反射反应的刺激联系起来。所以,最后狗即使没有看到食物,在听到铃声时也会流口水。

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