模擬人腦功能的人工突觸裝置

2020-12-03 息息生鮮生活

由DGIST的智能設備和系統研究小組的Myoung-Jae Lee主任領導的一個研究小組成功開發了一種人工突觸裝置，模仿神經細胞（神經元）和突觸的功能，這些神經細胞和神經是對人類大腦記憶的反應。

突觸是軸突和樹突相遇的地方，因此人腦中的神經元可以發送和接收神經信號; 眾所周知，人類大腦中有數百萬億個突觸。

這種從大腦傳遞信息的化學突觸信息傳遞系統可以用很少的能量處理高水平的並行算法，因此對模擬突觸的生物學功能的人工突觸裝置的研究正在全球範圍內進行。

Lee博士的研究團隊通過與首爾國立大學的Gyeong-Su Park教授領導的團隊進行聯合研究; 中央大學Sung Kyu Park教授; 來自POSTEC的Hyunsang Hwang教授通過將鉭氧化物 - 一種跨金屬材料 - 構造成兩層Ta2O5-x和TaO2-x並控制其表面，開發出一種具有多種價值的高可靠性人工突觸裝置。

由研究小組開發的人工突觸裝置是一種電突觸裝置，其模擬大腦中突觸的功能，因為鉭氧化物層的電阻根據電信號的強度逐漸增加或減少。通過僅在一層Ta2O5-x上進行電流控制，它成功地克服了現有器件的耐久性限制。

此外，研究小組成功實施了一項實現突觸可塑性的實驗，這是創建，存儲和刪除記憶的過程，例如長期加強記憶和通過調整記憶力的長期抑制記憶刪除。神經元之間的突觸連接。

研究團隊應用的非易失性多值數據存儲方法具有技術優勢，即具有小面積的人工突觸裝置系統，降低電路連接複雜性，並且與數據存儲相比降低功耗超過千分之一基於使用0和1的數位訊號的方法，例如易失性CMOS（互補金屬氧化物半導體）。

由於具有低功耗並行算法的能力，研究團隊開發的高可靠性人工突觸裝置可用於超低功耗裝置或電路，用於處理大量大數據。它有望應用於下一代智能半導體器件技術，如人工智慧（AI）的開發，包括機器學習和深度學習以及大腦模擬半導體。

Lee博士說：「這項研究確保了現有人工突觸裝置的可靠性，並改善了指出的缺點。我們希望通過創造一個模仿人類大腦的模擬人類大腦的神經形態系統來促進人工智慧的發展。神經元的功能。「

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