新型類腦晶體管模仿人類智能 可在室溫下節(jié)能執(zhí)行聯(lián)想學(xué)習(xí)
來源：科技日報 發(fā)布時間：2023-12-22 09:17:13
科技日報北京12月20日電 美國西北大學(xué),、波士頓學(xué)院和麻省理工學(xué)院研究人員從人腦中汲取靈感,，開發(fā)出一種能夠進行更高層次思維的新型突觸晶體管，可像人腦一樣同時處理和存儲信息,。在新的實驗中,，研究人員證明晶體管對數(shù)據(jù)進行分類的能力，超越了簡單的機器學(xué)習(xí)任務(wù),，并且能夠執(zhí)行聯(lián)想學(xué)習(xí),。研究成果20日發(fā)表在《自然》雜志上。盡管之前的研究已利用類似的策略來開發(fā)類腦計算設(shè)備,，但這些晶體管只能在低溫中運行,。相比來說，新設(shè)備在室溫下運行很穩(wěn)定,。它在快速運行時消耗的能量很少,，即使斷電也能保留存儲的信息，這使其成為實際應(yīng)用中的理想選擇,。
研究團隊探索了莫爾條紋物理學(xué)的新進展,。莫爾條紋是一種幾何設(shè)計，當(dāng)兩種圖案相互層疊時就會出現(xiàn),。當(dāng)二維材料堆疊時,，會出現(xiàn)單獨一層不存在的新特性。當(dāng)這些層扭曲形成莫爾條紋時,，電子特性前所未有的可調(diào)性成為可能,。
對于新設(shè)備，研究人員結(jié)合了兩種不同類型的原子薄材料：雙層石墨烯和六方氮化硼,。當(dāng)堆疊并有目的地扭曲時,，這些材料形成了莫爾條紋。研究人員可在每個石墨烯層中實現(xiàn)不同的電子特性,。通過正確選擇扭曲,，研究人員利用莫爾條紋物理學(xué)在室溫下實現(xiàn)神經(jīng)形態(tài)功能。
為了測試晶體管,，團隊訓(xùn)練它識別相似但不相同的模式,。他們還推出了一種新型納米電子設(shè)備，以節(jié)能的方式對數(shù)據(jù)進行分析和分類。
首先,，研究人員向設(shè)備展示了一種模式：000（連續(xù)三個零）,，然后，他們要求人工智能識別相似的模式,，例如111或101,。研究人員表示：“如果我們訓(xùn)練它檢測000，然后給它111和101,，它就會知道111與000比101更相似,。000和111并不完全相同，但都是連續(xù)的三位數(shù)字,。認識到相似性是一種更高層次的認知形式,，被稱為聯(lián)想學(xué)習(xí)”。
【總編輯圈點】
將不同類型的原子薄材料堆疊,、扭曲,，在每個層中實現(xiàn)不同的電子特性，然后,，利用這些扭曲,，在室溫下實現(xiàn)設(shè)備的神經(jīng)形態(tài)功能。這是一次非常有意思的嘗試,。機器在執(zhí)行特定任務(wù)時,，常比人腦更有效率更為準確。但是,，我們?nèi)匀幌Ｍ麢C器能夠具備人腦的特點,，這樣一來，它可以不需要大量的數(shù)據(jù)投喂,，不需要一次次的人工標(biāo)注,。它可以舉一反三，像兒童一樣實現(xiàn)小數(shù)據(jù)甚至零數(shù)據(jù)學(xué)習(xí),。所以,，研究人員一直在尋找新的材料和方法，讓機器更為接近人腦,。（記者張夢然）
責(zé)任編輯：邢敏
