俄羅斯正在研發(fā)人工神經(jīng)網(wǎng)絡系統(tǒng)

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

　　“下諾夫哥羅德國立大學”所實施的方案為研發(fā)自適應性神經(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。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)可實現(xiàn)活體細胞網(wǎng)絡動態(tài)分析和分類功能。以憶阻器為基礎元件，研發(fā)具有神經(jīng)突觸(兩個神經(jīng)元之間的接觸點)可塑性能的小型電子裝置，以此作為類生物神經(jīng)網(wǎng)絡組成部分與活體生物組織組成系統(tǒng)來實現(xiàn)神經(jīng)網(wǎng)絡功能。

　　現(xiàn)研發(fā)人員正在研究負反饋構(gòu)建的可能性，以使憶阻器系統(tǒng)輸出的信號用于刺激生物網(wǎng)絡，即實現(xiàn)活體細胞組織的培訓過程，試驗是采用人工培養(yǎng)的腦細胞神經(jīng)組織進行。在此基礎上將建立基于憶阻器的人造神經(jīng)網(wǎng)絡系統(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)代標準微電子技術在一個芯片上生成大量的神經(jīng)元和突觸，最終可在一個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)實現(xiàn)，而一部分全新的功能則通過憶阻器來實現(xiàn)。

　　美國加利福尼亞大學華裔科學家蔡少棠在1971年首次提出了憶阻器的概念，圍繞這個概念至今還在進行著激烈的爭論，但絕大多數(shù)科學家認同于憶阻器是電阻器在記憶領域內(nèi)功能的擴展，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)，這種自適應行為非常類似于我們在自然界所觀察到的情形，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)絡系統(tǒng)具有非常廣的應用前景，首先，憶阻器可實現(xiàn)當代超級計算機的超小型化，將其規(guī)格壓縮在一個芯片內(nèi)。其次，可實現(xiàn)人工神經(jīng)系統(tǒng)對機器人的控制。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)。