工作成果今天发表在《自然纳米技术》上，显示出将脑启发性电路构建到小型设备中并执行当今需要超级计算机的复杂任务的潜力。
由麻省理工学院的工程师开发的高性能边缘计算的未来形式-人工大脑突触网络-可能会瞥见它，它有望成为一种模拟神经元设备的新型忆阻器设计，该设备可模仿人脑的神经结构。
麻省理工学院表示，工程师的工作成果今天发表在《自然纳米技术》上，显示出将脑启发性电路构建到小型设备中并执行当今需要超级计算机的复杂任务的潜力。
“片上大脑”比一块五彩纸屑还小，并且由成千上万的人工突触（称为忆阻器）组成，是记忆晶体管的缩写。
“到目前为止，人工突触网络作为软件存在。我们正在努力为便携式人工智能系统构建真正的神经网络硬件，”麻省理工学院机械工程副教授Jeehwan Kim在今天发表在MIT新闻办公室网站上的博客中说。想象一下，将神经形态设备连接到汽车上的摄像头，让它能够识别灯光和物体并立即做出决定，而无需连接到互联网。我们希望使用节能型忆阻器在现场实时地完成这些任务。”
由麻省理工学院研究支持委员会基金，麻省理工学院-IBM沃森AI实验室，三星全球研究实验室和美国国家科学基金会等资助，该研究的主要发现是利用冶金技术开发了一种由银制成的合金，铜和硅可以稳定用于将信息从一个忆阻器传输到另一个忆阻器的离子。
麻省理工学院说，当电流激励忆阻器设计在电压激励离子从一个电极流向另一个电极时能很好地发挥作用时，当忆阻器产生微弱的信号时，它们的性能就不好。“……从一个电极到另一个电极的离子流越轻，单个离子保持在一起的难度就越大。相反，他们倾向于从群体中流浪，在媒体中解散。结果，当在一定的低电流范围内受到刺激时，接收电极很难可靠地捕获相同数量的离子，从而传输相同的信号。”
进入冶金学，即熔化金属的科学，并研究所得合金的性能。
“传统上，冶金学家试图将不同的原子添加到块状基质中以增强材料，我们认为，为什么不调整忆阻器中的原子相互作用，并添加一些合金元素来控制离子在我们介质中的运动，”金说。研究小组发现铜是正确的合金元素，因为它既可以与银结合，也可以与硅结合。金说：“它起到了桥梁的作用，并稳定了银硅界面。”
所有这些都可以使忆阻器“按梯度工作，就像大脑中的突触一样。” 它产生的信号将根据接收到的信号强度而变化。这将使单个忆阻器具有多个值，因此执行的工作范围比二进制晶体管大得多。“就像大脑的突触一样，忆阻器还能够'记住'与给定电流强度相关的值，并在下次接收相似电流时产生完全相同的信号。这样可以确保对复杂方程式或对象的视觉分类的答案是可靠的，这一壮举通常涉及多个晶体管和电容器。”
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