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通过使用纳米尺度的忆阻器矩阵，墨尔本皇家理工大学（RMIT）和加利福利亚大学的研究人员声称制造出了世界上第一个能模仿人脑模拟过程的电子记忆细胞。 该设备是通过多线程将变化的信息存储到记忆中，而不是像通常的计算机那样存储0和1的二进制编码；科学家相信这是走向人工仿生大脑的第一步。 这些研究者主要在RMIT的微纳米研究所工作，他们相信这项突破不仅离电子化人脑更近了一步，而且未来还将有助于为神经损伤疾病提供有效的治疗——如阿尔兹海默氏症和帕金森氏病——可以利用人工大脑在人体外研究这些疾病。未来甚至还将有可能从这项技术中开发机器植入式系统，实现人类的机械化或半机械化。 “这是我们离开发具有记忆的类脑系统的最新成果，该系统将能够储存和学习模拟信息，并且能快速检索其存储的信息。”RMIT功能材料和微系统研究组的领导人Sharath Sriram博士说，“人脑是非常复杂的模拟计算机……人脑的进化基于其以往的经验，而直到现在，这项功能还不能通过数字电子技术来实现。” 使用忆阻器，科学家离仿生大脑又更近了一步 而这种设备中使用的忆阻器（也称：记忆电阻）是一种电阻值并不恒定的电子元件，其电阻值由先前流过的电流决定。换句话说，忆阻器能够“记住”施加到其上的电流的方向和大小。而且忆阻器的“记忆”也是非易失性的，上电关闭后，忆阻器的记忆会保留下来，只要新的电荷流过留下新的记忆。这样，忆阻器的表现就像是大脑的神经元，因为其中保留的信息时与输入称比例的，而不是数字计算机那样的0和1. “随着金属原子的加入，我们已经在氧化材料中引入了故障和缺陷控制，释放了‘忆阻’效应的全部潜力——其记忆元件的行为完全依赖于其过去的经历。”这项研究的领导者Hussein Nili博士说。“高密度和高速模拟内存的实现将为模拟高度复杂的生物神经网络开启道路。” 目前的成果利用到了RMIT的一项早期研究：利用比人头发薄10000倍的超薄氧化物材料来支招纳米尺度的超快存储元件。这些存储元件现在就构成了最近开发的模拟存储设备的基础，而且也将成为未来模拟复杂人工智能网络的基础，并最终产生一个仿生大脑。 “这样研究意义重大，因为我们实现了像人脑一样的存储和处理数据。”Nili博士说，“想一想原来的只能拍出黑白照片的照相机。而现在模拟处理能让存储不再只有黑白两色，我们现在是全彩的，有阴影、光线和质感，这是重要的一步。” 这一领域还有其它一些研究项目。比如说美国西北大学就不断提高使用忆阻器模拟人脑的发展预期。再加上RMIT的新突破和其它项目，未来的记忆设备还将为科学家的大脑实验和医学做出贡献，这样就没有必要在人类和动物身上进行风险极高的侵入性研究了。 “如果你能够在人体之外复制大脑，就能规避大脑实验和研究的伦理问题，同时还能让人类更加了解神经系统疾病。”Nili博士说。 这项研究的详细结果发表在Advanced Functional Materials杂志上。 |
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