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納米級磁性器件模擬神經元的行為并能識別人類的音頻信號

2017-08-14

  腦神經元表現(xiàn)為非線性振蕩器,,產生節(jié)律性活動和交互處理信息。從這個靈感來實現(xiàn)高密度,、低能耗的仿神經計算機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內容吧,。

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

  仿神經計算機是指通過模擬人腦工作方式進行工作的計算機設備。在這樣的系統(tǒng)中,,意味著研究人員所創(chuàng)造的設備要模擬神經元,、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計算機,,具有400個神經元,成陣列形式排列在計算機芯片上,,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)計算機沒有的優(yōu)點,例如減少能耗,、可以訓練以及高數(shù)據(jù)轉換速度,。

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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,,藍色為磁性曾,銀色的為磁化納米層

  仿神經元由小的三層柱狀代表,。三層的結構為兩層磁性曾間有非磁性的間隔,。連續(xù)電流在神經元頂部引發(fā)直接磁化,二級電流導致磁化以穩(wěn)定的方式形成振蕩,。將陣列作為計算機設備,,研究人員用麥克風大聲朗讀一個數(shù)字,例如“1”,,它將聲音傳遞到數(shù)字處理器然后將之轉化成電信號,。電信號之后傳遞到神經模擬芯片,研究人員稱之為蓄水池,。另一個數(shù)字計算機讀取神經元的振蕩并對其進行分析,,然后,將結果轉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備進行測試,,團隊發(fā)現(xiàn)其精確性可以達到99.6%。

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


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