弥散性忆阻器模仿突触可以为类似大脑的计算铺平道路

导读忆阻器是一种电气组件，其电阻取决于过去通过它的电荷量，模仿钙离子在人脑中两个神经之间的连接(称为突触)上的行为方式。由国际研究人员团

忆阻器是一种电气组件，其电阻取决于过去通过它的电荷量，模仿钙离子在人脑中两个神经之间的连接(称为突触)上的行为方式。由国际研究人员团队构建的新型“扩散式”忆阻器可以为能够执行高级感知和学习任务的节能，神经形态(类似于大脑)的计算机铺平道路。

“过去，人们使用诸如晶体管和电容器之类的设备来模拟突触动力学，这种方法可以起作用，但是这些设备与真实的生物系统几乎没有相似之处。因此，这样做的效率不高，并且会导致更大的设备面积，更大的能耗和更低的保真度。”麻省大学阿默斯特分校电气与计算机工程教授，研究负责人Joshua Yang说。

Yang表示，这种新设备将可以模拟许多重要的大脑过程，并将多种突触特征整合在一起。

该研究中描述的新型“扩散”忆阻器由银纳米颗粒簇组成，该簇嵌入嵌入在两个电极之间的氮氧化硅膜中，该膜充当绝缘体。

施加电压会破坏簇，并使纳米颗粒扩散通过薄膜，最终形成导电细丝，该细丝将电流从一个电极传递到另一个电极。一旦移除电压，温度就会下降，纳米颗粒会聚结成团。

通过将新的忆阻器与漂移离子忆阻器结合使用，漂移器忆阻器的作用类似于钙离子，钙离子为神经递质打开通道在突触中通过，漂移忆阻器依靠电场而不是扩散，并且针对内存应用进行了优化。研究人员能够证明一种长期可塑性形式，即依赖于尖峰时间的可塑性(STDP)。

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