科學(xué)家已成功復(fù)制大腦部分功能：借助納米材料

發(fā)布時間：2018-07-15

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行業(yè)動態(tài)

人類大腦需要驚人少的能量就能適應(yīng)環(huán)境、學(xué)習(xí)知識和進(jìn)行模糊識別，而且大腦擁有較高的識別能力和智力，而且能夠執(zhí)行復(fù)雜的信息處理工作。大腦神經(jīng)回路的兩個關(guān)鍵特征就是“突觸的學(xué)習(xí)能力”和“神經(jīng)脈沖”。

隨著大腦科學(xué)的發(fā)展，大腦的結(jié)構(gòu)已經(jīng)逐漸被人們揭開，但是仍然由于其太過復(fù)雜而無法完全進(jìn)行模擬?？茖W(xué)家們已經(jīng)嘗試通過簡化的神經(jīng)回路和能夠模擬部分大腦機(jī)制的設(shè)備來復(fù)制大腦功能。

近日，日本九州理工學(xué)院和大阪大學(xué)的一個聯(lián)合研究團(tuán)隊借助傳導(dǎo)原子力顯微技術(shù)（C-AFM），對單壁碳納米管（SWNT）各種分子和粒子交叉點(diǎn)的電流精準(zhǔn)控制進(jìn)行了研究。研究人員發(fā)現(xiàn)，單壁碳納米管上吸收的多金屬氧酸鹽分子（POM）中產(chǎn)生了負(fù)微分電阻。這就表明一種不穩(wěn)定的動態(tài)不均衡狀態(tài)發(fā)生在分子結(jié)點(diǎn)中。

除此之外，研究人員已經(jīng)創(chuàng)建了一種極其稠密的隨機(jī)SWNT/POM分子網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)形態(tài)設(shè)備，它能夠自發(fā)產(chǎn)生一種類似于神經(jīng)元脈沖的電子脈沖。POM借助金屬原子和氧原子構(gòu)成了一種三維框架。與普通的有機(jī)分子不同，POM能夠在單分子中存儲電荷。在這項研究中，研究人員認(rèn)為，這一神經(jīng)形態(tài)網(wǎng)絡(luò)中產(chǎn)生的脈沖和負(fù)微分電阻是由分子結(jié)中的不均衡電荷動力學(xué)引發(fā)的。

因此Megumi Akai-Kasaya帶領(lǐng)的這個聯(lián)合研究團(tuán)隊引導(dǎo)這種由POM分子復(fù)合而成的隨機(jī)分子網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行仿真計算。研究人員也已經(jīng)證實，這種分子模型很可能成為成為一種儲備池運(yùn)算設(shè)備的組件?？茖W(xué)家們已經(jīng)將儲備池運(yùn)算視作新一代的人工智能技術(shù)。他們的研究結(jié)果已經(jīng)發(fā)表在《自然通訊》雜志上。

研究的首席作者Hirofumi Tanaka稱：“我們研究的意義在于借助納米分子材料復(fù)制大腦的部分功能。我們也已經(jīng)證實了自由分子網(wǎng)絡(luò)本身能夠成為神經(jīng)形態(tài)人工智能的可能性。”研究團(tuán)隊預(yù)計他們的研究成果將為未來的神經(jīng)形態(tài)設(shè)備的研發(fā)帶來巨大的貢獻(xiàn)。

關(guān)鍵詞：科學(xué)家已成功復(fù)制大腦部分功能：借助納米材料

無

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2018-07-15