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科技日报北京8月6日电 (记者张梦然)从人类大脑运行中获得灵感来举行电子产物的研发,是全球工程师们都关注的领域。此次,研究职员举行了一项理论剖析,行使离子作为神经细胞携带信息来开发人工神经元。这一装置用石墨烯制成纳米狭缝,狭缝内由单层水来传输离子,具有与神经元相同的传输能力。相关论文揭晓在最新一期的《科学》杂志上。

可以说,没有什么人造装备的效率高过人脑——人脑能执行许许多多庞大的义务,天天消耗的能量却仅相当于两个香蕉。它的高效率取决于它的基本单元——神经元。神经元有一个带纳米孔的膜,称为离子通道,凭证吸收到的 *** 打开和关闭,由此发生的离子流会发生电流,认真发射动作电位(可兴奋细胞受到 *** 时,在静息电位的基础上发生的电位转变历程),这是允许神经元相互交流的信号。

固然,人工智能(AI)也可以完成以上所有这些义务,但价值是能耗——AI的能耗是人脑的数万倍。

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有鉴于此,来自法国国家科学研究中央与巴黎高等师范学院等机构的科学家,此次将整个研究的挑战放在设计一种与人脑一样节能的电子系统。例如,通过使用离子而不是电子来携带信息。科学家们以为,纳米流体学(研究流体在小于100纳米宽的通道中的行为方式)提供了许多看法。

在新实验中,研究团队构建了一小我私人工神经元原型,其由含有单层水分子的极薄石墨烯狭缝组成。研究职员证实,在电场的作用下,来自这层水的离子可群集成细长的簇,并发生一种被称为忆阻器效应的特征:这些簇能保留已往吸收到的一些 *** ,且为了与大脑对照,石墨烯狭缝再现了离子通道、簇和离子流。行使理论和数字工具,研究职员展示了若何组装这些集群以模拟动作电位发射的物理机制,从而模拟信息的传输。

研究职员示意,他们现在的目的,是通过实验去证实此类系统可以实现简朴的学习算法,在此基础上,这一算法就能为未来的电子影象铺平蹊径。

总编辑圈点

这些年来,科学家们一直希望缔造出与人脑类似的电子系统,不外他们举行研究的切入点并不相同。好比,此前有大量研究通过模拟人脑处置信息的机制,设计出规模越来越大、层数越来越多的人工神经网络。而在上述研究中,科学家的着眼点在于让人工神经元像人脑神经元一样节能。信托这些从差异角度切入的研究功效最终将融会融会,带来加倍高效、壮大的人工智能。

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