《電子技術(shù)應(yīng)用》
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納米級磁性器件模擬神經(jīng)元的行為并能識別人類的音頻信號

2017-08-14

  腦神經(jīng)元表現(xiàn)為非線性振蕩器,產(chǎn)生節(jié)律性活動和交互處理信息,。從這個靈感來實現(xiàn)高密度,、低能耗的仿神經(jīng)計算機(jī)需要非常大量的納米級線性振蕩器。下面就隨醫(yī)療電子小編一起來了解一下相關(guān)內(nèi)容吧,。

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  來自法國,、美國和日本的研究人員組成的團(tuán)隊聯(lián)合開發(fā)了一款納米級的磁性設(shè)備,模擬神經(jīng)元的行為,,可以用來識別人類的音頻信號,。研究發(fā)表在雜志《Nature》上,團(tuán)隊描述了設(shè)備如何構(gòu)建,、如何工作及結(jié)果如何精確,。

  仿神經(jīng)計算機(jī)是指通過模擬人腦工作方式進(jìn)行工作的計算機(jī)設(shè)備。在這樣的系統(tǒng)中,,意味著研究人員所創(chuàng)造的設(shè)備要模擬神經(jīng)元,、突觸等的工作方式。在這項新的嘗試中,,研究人員建立了納米級的仿神經(jīng)計算機(jī),,具有400個神經(jīng)元,成陣列形式排列在計算機(jī)芯片上,,并用來識別人類的音頻信號,。值得注意的是,這樣的設(shè)備通常是模擬的而不是數(shù)字的,,如果它們可以被開發(fā)的話,,有望具備一些傳統(tǒng)計算機(jī)沒有的優(yōu)點,例如減少能耗,、可以訓(xùn)練以及高數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換速度。

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  自旋扭矩納米振蕩器示意圖,,其中金色為雙磁層間的非磁性間隔,,藍(lán)色為磁性曾,銀色的為磁化納米層

  仿神經(jīng)元由小的三層柱狀代表,。三層的結(jié)構(gòu)為兩層磁性曾間有非磁性的間隔,。連續(xù)電流在神經(jīng)元頂部引發(fā)直接磁化,二級電流導(dǎo)致磁化以穩(wěn)定的方式形成振蕩,。將陣列作為計算機(jī)設(shè)備,,研究人員用麥克風(fēng)大聲朗讀一個數(shù)字,例如“1”,,它將聲音傳遞到數(shù)字處理器然后將之轉(zhuǎn)化成電信號,。電信號之后傳遞到神經(jīng)模擬芯片,研究人員稱之為蓄水池。另一個數(shù)字計算機(jī)讀取神經(jīng)元的振蕩并對其進(jìn)行分析,,然后,,將結(jié)果轉(zhuǎn)化為人類可以識別的形式,例如在顯示器上顯示出數(shù)字“1”,。用多樣化的聲音對設(shè)備進(jìn)行測試,,團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)其精確性可以達(dá)到99.6%。

  設(shè)備顯然還處于初級階段,,只是單純的用于研究而構(gòu)建,,但是它顯示了仿神經(jīng)計算機(jī)在未來具有著巨大的應(yīng)用前景,相對于傳統(tǒng)計算機(jī)而言,,仿神經(jīng)計算機(jī)將會向我們提供更多的處理信息的新途徑,。


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