俄羅斯正在研發(fā)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )系統

　　據科技部網(wǎng)站消息，俄羅斯國家研究型大學(xué)“下諾夫哥羅德國立大學(xué)”正在研發(fā)自適應性神經(jīng)接口，該接口由大腦接口神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )和基于憶阻器的電子神經(jīng)形態(tài)系統組成。此項研究工作為人類(lèi)在活體生物組織與類(lèi)生物神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )兼容方面的首次科學(xué)嘗試。

　　“下諾夫哥羅德國立大學(xué)”所實(shí)施的方案為研發(fā)自適應性神經(jīng)接口，其一端為活體組織，而另一端為基于憶阻器的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )。憶阻器神經(jīng)系統與具有神經(jīng)組織生物電活性記錄和刺激功能的多電極系統相連，多電極系統可實(shí)現活體細胞網(wǎng)絡(luò )動(dòng)態(tài)分析和分類(lèi)功能。以憶阻器為基礎元件，研發(fā)具有神經(jīng)突觸(兩個(gè)神經(jīng)元之間的接觸點(diǎn))可塑性能的小型電子裝置，以此作為類(lèi)生物神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )組成部分與活體生物組織組成系統來(lái)實(shí)現神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )功能。

　　現研發(fā)人員正在研究負反饋構建的可能性，以使憶阻器系統輸出的信號用于刺激生物網(wǎng)絡(luò )，即實(shí)現活體細胞組織的培訓過(guò)程，試驗是采用人工培養的腦細胞神經(jīng)組織進(jìn)行。在此基礎上將建立基于憶阻器的人造神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )系統，其內部構造和功能將類(lèi)似于生物神經(jīng)系統。之后將利用現代標準微電子技術(shù)在一個(gè)芯片上生成大量的神經(jīng)元和突觸，最終可在一個(gè)芯片上形成人類(lèi)大腦。所形成的將是混合式電子系統，其一部分功能采用傳統電子方式(三極管)實(shí)現，而一部分全新的功能則通過(guò)憶阻器來(lái)實(shí)現。

　　美國加利福尼亞大學(xué)華裔科學(xué)家蔡少棠在1971年首次提出了憶阻器的概念，圍繞這個(gè)概念至今還在進(jìn)行著(zhù)激烈的爭論，但絕大多數科學(xué)家認同于憶阻器是電阻器在記憶領(lǐng)域內功能的擴展，即具有記憶功能的電阻。

　　電阻與電流和電壓之間為線(xiàn)性關(guān)系，而憶阻器為非線(xiàn)性元件，其阻值取決于“史前”參數。憶阻器能夠記憶前期通過(guò)的電流并據此調整自身的狀態(tài)，這種自適應行為非常類(lèi)似于我們在自然界所觀(guān)察到的情形，特別是在神經(jīng)系統中發(fā)揮重要作用的“突觸”，當然類(lèi)生物神經(jīng)系統的基本元件為憶阻器。

　　基于憶阻器的混合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )系統具有非常廣的應用前景，首先，憶阻器可實(shí)現當代超級計算機的超小型化，將其規格壓縮在一個(gè)芯片內。其次，可實(shí)現人工神經(jīng)系統對機器人的控制。最后，可采用這種“類(lèi)大腦”系統來(lái)替代由于傷病原因受損部分的活體神經(jīng)系統。