近日，IBM蘇黎世研究中心宣布，他們制造出世界上首個人造納米尺度隨機相變神經(jīng)元，可實現(xiàn)高速無監(jiān)督學(xué)習(xí)?？茖W(xué)家表示：“這一突破標志著人類在認知計算應(yīng)用中超密度集成神經(jīng)形態(tài)技術(shù)，以及高效節(jié)能技術(shù)上的發(fā)展又向前邁進重要的一步，目前，IBM已經(jīng)構(gòu)建了由500個該神經(jīng)元組成的陣列，并讓該陣列以模擬人類大腦的工作方式進行信號處理。
外媒稱，人工神經(jīng)元的信號處理能力已經(jīng)超過了“香農(nóng)采樣定理”規(guī)定的極限，IBM這項發(fā)明在人工智能研究領(lǐng)域的突破性不言而喻。首先，隨機性意味著在相同的輸入信號下，多個相變神經(jīng)元的輸出會有所不同。此外，由于其尺寸最小能到納米量級，因而信號傳輸速度極快，同時功耗較低，這就使得隨機相變神經(jīng)元具有生物神經(jīng)元的特性。目前，IBM已經(jīng)構(gòu)建了由500個該神經(jīng)元組成的陣列，并讓該陣列以模擬人類大腦的工作方式進行信號處理。
生物學(xué)上，神經(jīng)元又稱神經(jīng)細胞，是構(gòu)成神經(jīng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的基本單位。每個神經(jīng)元可以有一或多個樹突，可以接受刺激并將興奮傳入細胞體。每個神經(jīng)元只有一個軸突，可以把興奮從胞體傳送到另一個神經(jīng)元或其他組織，如肌肉或腺體。正式這樣的構(gòu)造給了科學(xué)家靈感，他們從中啟發(fā)，利用相變材料作為記憶儲存來模擬生物大腦存儲和處理數(shù)據(jù)的功能。
據(jù)介紹，IBM相變神經(jīng)元的整個架構(gòu)包括輸入端、神經(jīng)薄膜、信號發(fā)生器和輸出端，其中輸入端類似生物神經(jīng)元的樹突，神經(jīng)薄膜類似生物神經(jīng)元的雙分子層，信號發(fā)生器類似生物神經(jīng)元的神經(jīng)細胞主體，輸出端類似生物神經(jīng)元的軸突。而神經(jīng)薄膜是整個神經(jīng)元產(chǎn)生作用的關(guān)鍵物質(zhì)，它類似生物神經(jīng)細胞中的液態(tài)薄膜，當(dāng)能量吸收到一定程度時就會產(chǎn)生信號并向外發(fā)射。這些信號經(jīng)過輸出端(軸突)傳導(dǎo)，然后被其他神經(jīng)元接收，以此循環(huán)形成信息處理過程。
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