科学家们设计了一种以人脑为模型的基于石墨烯的人工突触

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匹兹堡大学的一组研究人员开发了一种基于石墨烯的“人工突触”,它不像数字计算机那样处理信息,而是模仿人类大脑完成任务的模拟方式。据报道,突触表现出与生物突触相当的优异能量效率。

科学家们设计了一个基于石墨烯的人工神经突触模拟人类大脑图像

“大脑的模拟性质和大规模并行性是人类在复杂和多变的数据集中进行高阶认知功能(如语音识别或模式识别)时,即使是功能最强大的计算机也能胜过的原因,”熊博士解释说。这项研究。

一个名为“神经形态计算”的新兴领域专注于受人类大脑启发的计算硬件设计。石墨烯的导电特性使研究人员能够精细调节其电导,这是突触连接或突触重量的强弱。

在最近人工智能的复兴中,计算机已经能够以某种方式复制大脑,但需要大约12个数字设备才能模拟一个模拟突触。人类大脑有数百万亿个突触用于传输信息,因此用数字设备构建大脑似乎是不可能的,或者至少是不可扩展的。熊实验室的方法为大规模人工神经网络的硬件实现提供了可能的途径。

根据熊博士的说法,基于当前CMOS(互补金属氧化物半导体)技术的人工神经网络在能效,可扩展性和封装密度方面总是具有有限的功能。“我们为突触电子设备开发新的设备概念非常重要,这些概念本质上是模拟的,节能的,可扩展的,适用于大规模集成,”他说。“到目前为止,我们的石墨烯突触似乎检查了这些要求的所有方框。”

“通过在可穿戴电子设备和传感器中实现最基本的智能水平,我们可以通过智能传感器跟踪我们的健康状况,提供预防性护理和及时诊断,监控植物生长并识别可能的害虫问题,并显着调整和优化制造过程提高我们社会的整体生产力和生活质量,“熊博士说。

像模拟人类大脑一样起作用的人造大脑的开发尚不可行,并且需要一些突破。研究人员需要找到合适的配置来优化这些新的人工突触。他们需要使它们与一系列其他设备兼容以形成神经网络,并且他们需要确保大规模神经网络中的所有人工突触都以相同的精确方式运行。尽管面临挑战,熊博士表示,他对自己的发展方向持乐观态度。




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