美制成與大腦突觸類(lèi)似的憶阻器電路

　　幾乎從計算機問(wèn)世那天起，科學(xué)家和技術(shù)人員就夢(mèng)想著(zhù)有朝一日計算機也能像人腦一樣工作。日前，美國密歇根大學(xué)的一個(gè)研究小組稱(chēng)，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 )制作的設想。相關(guān)論文發(fā)表在最新一期的《納米快報》雜志上。

　　突觸是兩個(gè)神經(jīng)元之間或神經(jīng)元與效應器細胞之間相互接觸并借以傳遞信息的部位。對于中樞神經(jīng)系統內的大多數神經(jīng)元來(lái)說(shuō)，突觸是其神經(jīng)信號的唯一輸入渠道。 中樞神經(jīng)系統中的神經(jīng)元都以突觸的形式互聯(lián)，繼而形成復雜的神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò )。自2008年4月美國惠普實(shí)驗室研制出世界首個(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)單封裝即可提供內存與邏輯功能的突出表現受到了科學(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。

　　研究小組用目前計算機芯片中極為常見(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于兩個(gè)神經(jīng)元，而填充在中間的硅銀混合物則相當于突觸。

　　該裝置被認為提供了一種讓?xiě)涀杵鞔鎯祿男路椒?。當兩個(gè)電極發(fā)出的信號的時(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。

　　該研究負責人、密歇根大學(xué)電氣工程與計算機科學(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。雖然該設備目前還處于實(shí)驗階段，有著(zhù) 各種各樣的缺憾，但它表明了人類(lèi)向制造出如大腦一樣工作的計算機又前進(jìn)了一步。下一步，研究小組計劃以該設備為基礎，制作一個(gè)由數以萬(wàn)計的“憶阻器突觸” 構成的電腦神經(jīng)回路。