用憶阻器來(lái)模擬人腦學(xué)習過(guò)程

　　我們一般把人腦的位細胞叫做突觸(synapses)，美國密西根大學(xué)研究人員指出，憶阻器(memristor)的功能特性是所有的電子組件中與突觸最相近的;他們最近展示單一憶阻器如何以與人腦相同的方式來(lái)學(xué)習同樣的技術(shù)。

　　人類(lèi)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )的學(xué)習模式，能達到像是特殊算法那樣、對工程師來(lái)說(shuō)都很難的程度，主要是依賴(lài)一種稱(chēng)為突觸的模擬內存元素;該元素目前正被科學(xué)家用做今日超級計算機中的一種數值來(lái)進(jìn)行模擬。

　　學(xué)習行為的發(fā)生，是由于來(lái)自人體各感官的功能探測器──像是眼睛內的邊緣傳感器，就會(huì )產(chǎn)生一種同步電壓突波。當同步突波發(fā)生時(shí)，負責接收的大腦突觸會(huì )透過(guò)提高其數值(也就是一種超級計算機仿真中使用的數字)來(lái)響應，而憶阻器則是以改變其電阻值的方式來(lái)響應。

　　該研究團隊領(lǐng)導人、密西根大學(xué)教授Wei Lu表示，憶阻器是以幾乎與大腦突觸相同的「STDP (spike timing dependent plasticity)」模式，來(lái)響應同步電壓脈沖，因此使其能夠成為超級計算機仿真的替代方案。由惠普實(shí)驗室研究人員所發(fā)表的大規模憶阻器縱橫閂網(wǎng)絡(luò )，可望建立一個(gè)比超級計算機更精確、快速的人腦功能仿真。

　　去年，美國國防部高等研究計劃局(Darpa)指派三個(gè)分別由HP、IBM與HRL Labs所率領(lǐng)的研究團隊，在其SyNAPSE計劃下，去研究出一種開(kāi)發(fā)人腦學(xué)習要素的最佳方法;而研究成果將在明年發(fā)表原型。

　　HP已經(jīng)在上述計劃下，研究采用憶阻器來(lái)做為突觸，其成果將在今年稍晚發(fā)表。IBM去年也宣布，已成功利用精確的超級計算機仿真貓腦;該獲獎的超級計算機算法名為“Blue Matter”最終將轉到硬件端，利用諸如密西根大學(xué)所研發(fā)的電子突觸來(lái)運行。

　　“貓腦的模擬是一個(gè)較現實(shí)可行的目標，因為其功能比人腦要簡(jiǎn)單許多;但要仿制其復雜性與效益，仍然是非常困難的工作。”Lu表示;其研究團隊的目標是制作出某一天能在性能上媲美超級計算機的憶阻器設備，但機器的外型尺寸僅有兩公升的汽水寶特瓶那么大。