对于该领域的许多科学家而言,人工智能的最终目标之一是使用机器来实现人脑的所有功能,并且作为人脑的最小细胞单元,神经元可能是最好的起点。观点。
在美国当地时间8月3日,IBM正式宣布了他们的最新成果-第一个人工神经元,可用于制造高密度,低功耗的认知学习芯片。 IBM苏黎世研究中心制造了世界上第一个人造纳米级随机相变神经元。
IBM已经建立了由500个这些神经元组成的阵列,并让该阵列以类似于人脑工作方式的方式执行信号处理。该技术突破具有重要意义,因为相变神经元具有传统材料制成的神经元无法比拟的特性。
它们的大小可以小至纳米。另外,其信号传输速度非常快并且功耗非常低。
更重要的是,相变神经元是随机的,这意味着在相同的输入信号下,多个相变神经元的输出会略有不同,这是生物神经元的特征。在第一篇关于人工神经元的论文中:Thomas&中点无花果玛丽(Tomas Tuma)通过输入神经元(具有相似的生物神经元树突),神经膜(类似于生物神经元双层),信号生成器(神经细胞的主体,类似于生物神经元)和输出端子(类似于生物神经元的轴突)组成。
在信号发生器和输入之间还存在一个反馈环路,以增强某些类型的输入信号。人工神经元研发团队,图像来源:IBM神经膜是整个神经元的关键。
在生物神经细胞中,起到神经膜作用的是一层液膜。它的物理机制类似于电阻和电容:它可以防止电流直接通过,但同时会吸收能量。
当能量被吸收到一定程度时,它会向外发出自己产生的信号。该信号沿着轴突传输,并被其他神经元接收。
然后重复该过程。在IBM生产的神经元中,液体膜被一小块神经膜所代替。
神经膜由锗-锑-碲复合材料(也称为GST材料)制成,这也是可擦写蓝光光盘的主要功能材料。锗-锑-碲复合材料是一种相变材料,即可以两种状态存在:晶态和非晶态。
能量由激光或电流提供,并且两个状态可以相互转换。在不同状态下,相变材料的物理性质完全不同:锗-锑-碲复合材料在非晶态下不导电,而在结晶态下导电。
在人工神经元中,锗-锑-碲薄膜最初是非晶态的。随着信号的到达,薄膜逐渐变成结晶,即逐渐变成导电的。
最终,电流通过薄膜以产生信号,该信号通过神经元的输出端发出。一定时间后,锗-锑-碲薄膜返回非晶态。
此过程一次又一次地重复。生物神经元和人工神经元比较图,图片来源:IBM由于生物体内存在各种噪声,生物神经元是随机的(StochasTIc)。
IBM研究人员表示,人工神经元也表现出随机特征,因为每次重置后神经元膜的状态略有不同,因此随后的结晶过程也略有不同。 ????????????????????????????????????????????????????????? ????????????????????????????????????????????????????????? ????????????????????????????????????????????????????????? ????????????????????????????????????????????????????????? ????????????????????????????????????????????????????????? ????????????????????????????????????????????????????????? ????????????????????????????????????????????????????????? ????????????????????????????????????????????????????????? ????????????????????????????????????????????????????????? ????????????????????????????????????????????????????????? ????????????????????????????????????????????????????????? ????????????????????????????????????????????????????????? ????????????????????????????????????????????????????????? ????????????????????????????????????????????????????????? ????????????????????????????????????????????????????????? ?????????????????????????????????因此,科学家无法确切知道人造神经元每次发出的信号。
那么,人工神经元的意义何在?首先,人工神经元。
