神經網路晶片首次僅由憶阻器創建
- 發佈時間：2015-05-09 10:31:09 來源：科技日報 責任編輯：羅伯特
科技日報北京5月8日電 （記者華淩）美國加州大學和紐約州立大學石溪分校的一個聯合研究小組，首次僅用憶阻器就創建出一個神經網路晶片，從而向創建更大規模的神經網路邁出了重要一步。
憶阻器，可能聽起來像是科幻電影中才有的東西，但現實中它們確實存在。憶阻器全稱為記憶電阻器，是模擬人類神經元和突觸機制的一種有記憶功能的非線性電阻器。1971年，加州大學華裔科學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為現實，他們創建了世界上第一個憶阻器器件。從此，科學家對該項技術進行了大量研究，但到目前為止，仍沒有人能夠建立出一個完全基於憶阻器的神經網路晶片。
據物理學家組織網7日報道，迄今，大多數神經網路均依託軟體，如谷歌、臉譜和IBM的軟體。這些網路通過電腦系統運作，像學習網路，主要用來在人群中識別某個面孔，或基於某種模式回答問題。儘管這種技術好處多多，但也明顯受限于硬體條件。隨著神經網路在規模和複雜性方面不斷增大，它們對電腦運作速度的要求也越來越高。因此，該領域的大多數研究人員相信，用憶阻器取代電晶體將是未來的一個發展方向。憶阻器就如同大腦中的神經元，當出現新的事物時能夠自行學習，當被置於一個晶片中時，自然會減少網路運作所耗資源。
在最新一期《自然》雜誌上，研究小組描述了他們創建這種神經網路晶片的過程，並介紹了該晶片所具有的能力。研究報告顯示，新的晶片通過無電晶體的金屬氧化物憶阻器閂（Crossbars）創建，呈現為一個基本的神經網路，目前僅能夠執行一個任務，即學習和認知3×3像素黑白圖像中的圖案。
研究人員稱，該晶片的研發成功，向創建更大規模的神經網路邁出了重要一步，這將挖掘出憶阻器的真正潛力。同時，它也使得科學家緊隨大腦神經元基本工作模式研究步伐，構建類似人腦方式處理與聯繫資訊的模擬式電腦成為可能。
總編輯圈點
美國和歐洲相繼投入鉅資開展“腦計劃”，起因正如奧巴馬總統所説——“我們可以探索數光年之外的星系，卻對兩耳之間三磅重的大腦知之甚少”。在多變數、非線性、時變的大系統中，複雜性與精確性經常形成尖銳矛盾，人腦思維處理就是這樣的大系統。模擬電腦的出現，目的不在於獲得數學問題的精確解，而在於給出可供進行實驗研究的電子模型。而憶阻器神經網路晶片硬體從概念到實物，正是沿襲了上述研究思路的積極結果。
