美國加州大學(xué)和紐約州立大學(xué)石溪分校的一個(gè)聯(lián)合研究小組,首次僅用憶阻器就創(chuàng)建出一個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)芯片,從而向創(chuàng)建更大規(guī)模的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)邁出了重要一步。
憶阻器,可能聽起來像是科幻電影中才有的東西,但現(xiàn)實(shí)中它們確實(shí)存在。憶阻器全稱為記憶電阻器,是模擬人類神經(jīng)元和突觸機(jī)制的一種有記憶功能的非線性電阻器。1971年,加州大學(xué)華裔科學(xué)家蔡少棠首次提出憶阻器的概念,但直到2008年,惠普公司的研究小組才將這一概念變?yōu)楝F(xiàn)實(shí),他們創(chuàng)建了世界上第一個(gè)憶阻器器件。從此,科學(xué)家對(duì)該項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行了大量研究,但到目前為止,仍沒有人能夠建立出一個(gè)完全基于憶阻器的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)芯片。
據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)7日?qǐng)?bào)道,迄今,大多數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)均依托軟件,如谷歌、臉譜和IBM的軟件。這些網(wǎng)絡(luò)通過計(jì)算機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行,像學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò),主要用來在人群中識(shí)別某個(gè)面孔,或基于某種模式回答問題。盡管這種技術(shù)好處多多,但也明顯受限于硬件條件。隨著神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在規(guī)模和復(fù)雜性方面不斷增大,它們對(duì)計(jì)算機(jī)運(yùn)行速度的要求也越來越高。因此,該領(lǐng)域的大多數(shù)研究人員相信,用憶阻器取代晶體管將是未來的一個(gè)發(fā)展方向。憶阻器就如同大腦中的神經(jīng)元,當(dāng)出現(xiàn)新的事物時(shí)能夠自行學(xué)習(xí),當(dāng)被置于一個(gè)芯片中時(shí),自然會(huì)減少網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行所耗資源。
在最新一期《自然》雜志上,研究小組描述了他們創(chuàng)建這種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)芯片的過程,并介紹了該芯片所具有的能力。研究報(bào)告顯示,新的芯片通過無晶體管的金屬氧化物憶阻器閂(Crossbars)創(chuàng)建,呈現(xiàn)為一個(gè)基本的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),目前僅能夠執(zhí)行一個(gè)任務(wù),即學(xué)習(xí)和認(rèn)知3×3像素黑白圖像中的圖案。
研究人員稱,該芯片的研發(fā)成功,向創(chuàng)建更大規(guī)模的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)邁出了重要一步,這將挖掘出憶阻器的真正潛力。同時(shí),它也使得科學(xué)家緊隨大腦神經(jīng)元基本工作模式研究步伐,構(gòu)建類似人腦方式處理與聯(lián)系信息的模擬式計(jì)算機(jī)成為可能。
(來源:科技日?qǐng)?bào) 2015年5月27日)
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