俄羅斯正在研發(fā)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

　　據(jù)科技部網(wǎng)站消息，俄羅斯國家研究型大學(xué)“下諾夫哥羅德國立大學(xué)”正在研發(fā)自適應(yīng)性神經(jīng)接口，該接口由大腦接口神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和基于憶阻器的電子神經(jīng)形態(tài)系統(tǒng)組成。此項(xiàng)研究工作為人類在活體生物組織與類生物神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)兼容方面的首次科學(xué)嘗試。

　　“下諾夫哥羅德國立大學(xué)”所實(shí)施的方案為研發(fā)自適應(yīng)性神經(jīng)接口，其一端為活體組織，而另一端為基于憶阻器的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。憶阻器神經(jīng)系統(tǒng)與具有神經(jīng)組織生物電活性記錄和刺激功能的多電極系統(tǒng)相連，多電極系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)活體細(xì)胞網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)分析和分類功能。以憶阻器為基礎(chǔ)元件，研發(fā)具有神經(jīng)突觸(兩個(gè)神經(jīng)元之間的接觸點(diǎn))可塑性能的小型電子裝置，以此作為類生物神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)組成部分與活體生物組織組成系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)功能。

　　現(xiàn)研發(fā)人員正在研究負(fù)反饋構(gòu)建的可能性，以使憶阻器系統(tǒng)輸出的信號(hào)用于刺激生物網(wǎng)絡(luò)，即實(shí)現(xiàn)活體細(xì)胞組織的培訓(xùn)過程，試驗(yàn)是采用人工培養(yǎng)的腦細(xì)胞神經(jīng)組織進(jìn)行。在此基礎(chǔ)上將建立基于憶阻器的人造神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其內(nèi)部構(gòu)造和功能將類似于生物神經(jīng)系統(tǒng)。之后將利用現(xiàn)代標(biāo)準(zhǔn)微電子技術(shù)在一個(gè)芯片上生成大量的神經(jīng)元和突觸，最終可在一個(gè)芯片上形成人類大腦。所形成的將是混合式電子系統(tǒng)，其一部分功能采用傳統(tǒng)電子方式(三極管)實(shí)現(xiàn)，而一部分全新的功能則通過憶阻器來實(shí)現(xiàn)。

　　美國加利福尼亞大學(xué)華裔科學(xué)家蔡少棠在1971年首次提出了憶阻器的概念，圍繞這個(gè)概念至今還在進(jìn)行著激烈的爭論，但絕大多數(shù)科學(xué)家認(rèn)同于憶阻器是電阻器在記憶領(lǐng)域內(nèi)功能的擴(kuò)展，即具有記憶功能的電阻。

　　電阻與電流和電壓之間為線性關(guān)系，而憶阻器為非線性元件，其阻值取決于“史前”參數(shù)。憶阻器能夠記憶前期通過的電流并據(jù)此調(diào)整自身的狀態(tài)，這種自適應(yīng)行為非常類似于我們?cè)谧匀唤缢^察到的情形，特別是在神經(jīng)系統(tǒng)中發(fā)揮重要作用的“突觸”，當(dāng)然類生物神經(jīng)系統(tǒng)的基本元件為憶阻器。

　　基于憶阻器的混合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)具有非常廣的應(yīng)用前景，首先，憶阻器可實(shí)現(xiàn)當(dāng)代超級(jí)計(jì)算機(jī)的超小型化，將其規(guī)格壓縮在一個(gè)芯片內(nèi)。其次，可實(shí)現(xiàn)人工神經(jīng)系統(tǒng)對(duì)機(jī)器人的控制。最后，可采用這種“類大腦”系統(tǒng)來替代由于傷病原因受損部分的活體神經(jīng)系統(tǒng)。