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日期: 2016-08-05 | 來源: 張海霞博客 | 有0人參與評論 | 字體: 小 中 大
在IBM制造的神經元中，液態薄膜被壹小片神經薄膜取代。神經薄膜是由鍺銻碲復合材料（也稱GST材料）制成的，該材料也是可重寫藍光光盤的主要功能材料。鍺銻碲復合材料是壹種相變材料，即它可以以兩種狀態存在：晶體態和無定形態。通過激光或電流提供能量，兩種狀態之間可以互相轉變。在不同狀態下，相變材料的物理特性截然不同：鍺銻碲復合材料在無定形態下不導電，而在晶體態下導電。
在人工神經元中，鍺銻碲薄膜起初是無定形態的。隨著信號的到達，薄膜逐漸變成結晶態，即逐漸變得導電。最終，電流通過薄膜，制造壹個信號，並通過該神經元的輸出端發射出去。在壹定的時間後，鍺銻碲薄膜恢復為無定形態。這個過程周而復始。
生物神經元與人造神經元對比圖，圖片來源：IBM
由於生物體內各種噪聲的存在，生物神經元是隨機的（Stochastic）。IBM研究人員表示，人工神經元同樣表現出了隨機特性，因為神經元的薄膜在每次復位後，其狀態有輕微的不同，因此隨後的晶態化過程略有不同。因此，科學家無法確切地知道每次人工神經元會發射什麼信號。
那麼人工神經元到底有何意義？
首先，人工神經元采用了成熟的材料，歷經幾拾億次工作而不損壞（壽命長），體積極小（有報道說是90納米，但從下圖中看應該在300納米左右，而論文中表示未來有望達到14納米）。因此，這是壹種性能非常棒的器件。
其次，人工神經元跟生物神經元的工作方式非常類似。當大批人工神經元組成並行計算機後，它也許可以和人類壹樣進行決策和處理感官信息。IBM表示，他們的人工神經元技術和目前發展中的另外壹種人工神經元器件——憶阻器互為補充。
目前，IBM制造了10乘10的神經元陣列，將5個小陣列組合成壹個500神經元的大陣列，該陣列可以用類似人類大腦的工作方式進行信號處理。事實上，人工神經元已經表現出和人類神經元壹樣的“集體編碼”特性。此外，它的信號處理能力已經超過了奈奎斯特-香農采樣定理規定的極限。
編者注：集體編碼：每個神經元有2種狀態，可以表示1比特信息，那麼N個神經元就可以表示2N比特信息。神經元數量足夠多時，能表示的信息量將極其驚人。
IBM研究人員計劃構建包含幾千個相變神經元的單壹芯片，並編寫能充分利用相變神經元芯片隨機特性的軟件。- 新聞來源於其它媒體，內容不代表本站立場！
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