GST被用于改進(jìn)人造神經(jīng)元

在沒有外部編程的幫助下，brain-like computer能夠自主學(xué)習(xí)并改進(jìn)，讓機(jī)器在工作時(shí)更加出色，比如在進(jìn)行語音和表情識(shí)別的時(shí)候。而且它還能像大腦神經(jīng)元一樣存儲(chǔ)和處理數(shù)據(jù)——不過，傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)信息處理技術(shù)由于讓這些功能分離而導(dǎo)致工作效率很低。現(xiàn)在，利用一種叫GST（組成元素鍺、銻和碲的首字母縮寫）的合金，兩個(gè)研究團(tuán)隊(duì)研制出了新的模擬神經(jīng)細(xì)胞和神經(jīng)元、以及連接他們的突觸。來自于英國?？怂固卮髮W(xué)的David Wright和同事發(fā)明了一種GST神經(jīng)元，斯坦福大學(xué)的Philip Wong和同事發(fā)明了一種納米尺度的電子突觸——這種電子突觸之間的連接甚至可以像人腦的突觸一樣調(diào)整其連接的強(qiáng)度。

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GST原本作為一種能變化相位的合金被人們知曉。被加熱時(shí)，它能改變分子結(jié)構(gòu)，從一種晶體轉(zhuǎn)換到另一種無序的非晶體相位。以前，GST被用于DVD做基于二進(jìn)制的信息數(shù)據(jù)的簡單記錄和激光讀取。但是，現(xiàn)在，科學(xué)家為GST找到了新的發(fā)揮空間。

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GST不同的小區(qū)域能讓晶體和非晶體狀態(tài)處于不同的演變程度，其應(yīng)用不再僅僅局限于DVD存儲(chǔ)里的兩種狀態(tài)。

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當(dāng)GST晶體狀態(tài)到特定閾值，生成和發(fā)出信號(hào)時(shí)，它能模擬真正神經(jīng)元的觸發(fā)過程。晶體與非晶體在轉(zhuǎn)換時(shí)，若電阻突然降低，David Wright研制的神經(jīng)元能模擬真實(shí)閾值點(diǎn)的觸發(fā)，以電流脈沖形式接收的信號(hào)就應(yīng)用到人造神經(jīng)元的工作中。

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GST的優(yōu)勢還不止于此。在一個(gè)真正的神經(jīng)元工作時(shí)，它產(chǎn)生的到另一個(gè)神經(jīng)元信號(hào)的重要性取決于他們之間突觸的連接強(qiáng)度。這種強(qiáng)度基于一種叫STDP的程序來調(diào)整：當(dāng)?shù)谝粋€(gè)神經(jīng)元重復(fù)激發(fā)，突觸的連接強(qiáng)度增加，而如果第二個(gè)神經(jīng)元先激發(fā)，突觸的連接強(qiáng)度將會(huì)減弱。

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斯坦福大學(xué)的一個(gè)團(tuán)隊(duì)成員說，像STDP一樣，GST能改變自身電阻的能力讓他們得以設(shè)計(jì)程序來修正人造突觸的強(qiáng)度。

點(diǎn)評(píng)：這種利用晶體相位變化的設(shè)備可能真正抓住了人大腦工作模式的精髓，但如何低成本的在一個(gè)芯片上放置下上億個(gè)這樣的人造神經(jīng)設(shè)備是個(gè)難題。